【正文】 k。 //headed by devtab struct buf *b_back。 //pointer to last block } struct buf //actually a buffer header, shared by all mounted disks { int b_flags。 //character count int c_cf。 } struct cblock *cfreelist。 (init 1) 1. 申請 2. 釋放 (1) P(buf_num) P(mutex) (2) P(mutex) 空緩沖入鏈尾 (3) 取鏈頭空緩沖 V(mutex) (4) V(mutex) V(buf_num) 緩沖池管理 tail 緩沖技術(shù)實(shí)現(xiàn)：輸入設(shè)備 進(jìn)程空間 緩沖 輸入設(shè)備 緩沖 緩沖 ... io鏈 進(jìn)程方面： 中斷方面： IO鏈空 設(shè)備忙 申請空緩沖 啟動(dòng)設(shè)備 等待 由 io鏈取一緩沖 信息 ?進(jìn)程空間 釋放空緩沖 緩沖入 io鏈 有等待進(jìn)程 喚醒 傳輸完畢 申請空緩沖 啟動(dòng)設(shè)備 F T F T F T T F 緩沖技術(shù)實(shí)現(xiàn)：輸出設(shè)備 進(jìn)程空間 緩沖 輸出設(shè)備 緩沖 緩沖 ... io鏈 進(jìn)程方面： 中斷方面： 申請一空緩沖 信息 ?緩沖 設(shè)備忙 啟動(dòng)設(shè)備 緩沖入 io鏈 傳輸完 T F F T 釋放空緩沖 io鏈空 取一緩沖 啟動(dòng)設(shè)備 T F 輸入輸出設(shè)備： (磁帶、磁盤 ) 緩沖區(qū)頭 緩沖區(qū)體 設(shè)備塊號(hào) IO標(biāo)識(shí) 等待進(jìn)程 塊型緩沖區(qū)： 進(jìn)程空間 緩沖 IO設(shè)備 緩沖 緩沖 ... io鏈 進(jìn)程方面 (輸入 )： 進(jìn)程方面 (輸出 )： 中斷方面： 申請空緩沖 填寫頭部 設(shè)備工作 入 io鏈尾 啟動(dòng)設(shè)備 信息 ?進(jìn)程 釋放緩沖 申請空緩沖 填寫頭部 信息 ?緩沖 設(shè)備工作 啟動(dòng)設(shè)備 入 io鏈 輸入 喚醒等待者 釋放空緩沖 io鏈空 取一緩沖 啟動(dòng)設(shè)備 F T F T T F F T 等待 UNIX緩沖 ? 字符型緩沖 ? 100個(gè)緩沖區(qū)，長度 8字節(jié) (6字符 +2指針 ) ? 組成公共緩沖池，所有字符型設(shè)備公用 ? 緩沖區(qū)或?qū)儆?cfreelist, 或?qū)儆谀匙址O(shè)備 (eg. tty,lp) ? 塊型緩沖 ? 50個(gè)緩沖區(qū)，長度 514字節(jié) ? 組成公共緩沖池，所有塊型設(shè)備公用 ? 緩沖區(qū)可屬于 bfreelist and/or devtab ? 預(yù)先讀入的塊 (breada) ? 延遲寫出的塊 (bdwrite) 字符型設(shè)備緩沖 struct cblock { struct cblock *c_next。 ? Buffering vs. Caching ? buffering: one data copy ? caching: multiple data copy (slow多 , fast少 ) ? 硬緩沖與軟緩沖 ? 硬緩沖區(qū)通常設(shè)在設(shè)備中 ? 軟緩沖區(qū)通常設(shè)在內(nèi)存系統(tǒng)空間中 ? 私用緩沖與公共緩沖 ? 一個(gè)緩沖區(qū)與一個(gè)固定設(shè)備相聯(lián)系，不同設(shè)備使用不同的緩沖區(qū) ? 利用率低 ? 緩沖區(qū)由系統(tǒng)統(tǒng)一管理，按需要?jiǎng)討B(tài)分派給正在進(jìn)行 I/O傳輸?shù)脑O(shè)備 空緩沖 空緩沖 空緩沖 ... head 共 n個(gè) Var buf_num:semaphore。共需尋道時(shí)間165 1ms=165ms. ? (2) 1次訪盤的旋轉(zhuǎn)延遲為：Tr=1/(2r)=1/(2 (6000/m))=1/(2 (100/s))=5ms， 4次訪盤的旋轉(zhuǎn)延遲為 4 5ms=20ms. ? (3) 1次訪盤的傳輸時(shí)間為：Tt=1/(rM)=1/((6000/m) 100)=1/((100/s)100)=， 4次訪盤的傳輸時(shí)間為4 =. ? (4)所有訪問處理時(shí)間 =165+20+=(ms)。對于如下磁道請求1 8 70、 30，每個(gè)請求訪問對應(yīng)磁道上的一個(gè)扇區(qū)，問： ? (1)給出引臂移動(dòng)序列，計(jì)算引臂移動(dòng)量和尋道時(shí)間，忽略啟動(dòng)時(shí)間； ? (2)計(jì)算平均旋轉(zhuǎn)延遲時(shí)間； ? (3)計(jì)算傳輸時(shí)間； ? (4)計(jì)算所有訪問處理時(shí)間。 磁盤 I/O參數(shù) ? 因此，可將訪問時(shí)間 Ta表示為： ? 訪問磁盤通常是以扇區(qū)（塊）為單位的，令 M為一個(gè)磁道上扇區(qū)的個(gè)數(shù)，則一個(gè)扇區(qū)的訪問時(shí)間為： rNbrsnmTTTT trsa ???????? 21rMrsnmTTTT trsa121 ???????? 例題 ? 例 81．設(shè)有一個(gè)只有一個(gè)移動(dòng)磁頭的磁盤，磁道由外向內(nèi)編號(hào) 0、 … 、 199，磁頭移動(dòng)一個(gè)磁道所需時(shí)間為 1ms，每個(gè)磁道有 100個(gè)扇區(qū)，磁盤轉(zhuǎn)速6000r/m。該公式給出的是平均旋轉(zhuǎn)延遲，它是磁盤旋轉(zhuǎn)一周時(shí)間的一半，即旋轉(zhuǎn)半周所花費(fèi)的時(shí)間。 磁盤 I/O參數(shù) ? 尋道時(shí)間 Ts計(jì)算公式如下： ? Ts=m n﹢ s ? 其中， n為跨越磁道數(shù)， m為跨越一個(gè)磁道所用時(shí)間， s為啟動(dòng)時(shí)間。 – 使用 – 分配通道； IO操作；釋放通道 設(shè)備驅(qū)動(dòng) ? 通道程序 ? CCW指令序列 ? 靜態(tài)編制或動(dòng)態(tài)生成 ? 設(shè)備啟動(dòng) ? 通道啟動(dòng) ? 中斷處理 ? 通道向 CPU發(fā)的中斷 設(shè)備驅(qū)動(dòng) 設(shè)備 CAW CCW CDW CSW CCW1 CCW2 … CCWi ... CCWn 數(shù)據(jù)區(qū) ... 形成通道程序 ... 地址 ?CAW ... 啟動(dòng)通道 ... 中斷處理 ... 啟動(dòng) 中斷 內(nèi)存 CPU 通道 設(shè)備驅(qū)動(dòng) 設(shè)備 CAW CCW CDW CSW CCW1 CCW2 … CCWi ... CCWn 數(shù)據(jù)區(qū) ... 形成通道程序 ... 地址 ?CAW ... 啟動(dòng)通道 ... 中斷處理 ... 啟動(dòng) 中斷 內(nèi)存 CPU 通道 設(shè)備驅(qū)動(dòng) 設(shè)備 CAW CCW CDW CSW CCW1 CCW2 … CCWi ... CCWn 數(shù)據(jù)區(qū) ... 形成通道程序 ... 地址 ?CAW ... 啟動(dòng)通道 ... 中斷處理 ... 啟動(dòng) 中斷 內(nèi)存 CPU 通道 設(shè)備驅(qū)動(dòng) 設(shè)備 CAW CCW CDW CSW CCW1 CCW2 … CCWi ... CCWn 數(shù)據(jù)區(qū) ... 形成通道程序 ... 地址 ?CAW ... 啟動(dòng)通道 ... 中斷處理 ... 啟動(dòng) 中斷 內(nèi)存 CPU 通道 設(shè)備調(diào)度 ? 優(yōu)化服務(wù)順序 ? 考慮因素 ? 公平性 ? 防止餓死 ? 高效性 ? 減少磁盤引臂移動(dòng)量 磁盤引臂調(diào)度 (disk head scheduling) ? 先到先服務(wù)（ FCFS） ? 請求序列： 130， 42， 180， 15， 108， 68， 97 0 15 42 53 68 97 108 130 180 199 移動(dòng)量 : (13053)+(13042)+(18042)+(18015)+(10815)+(10868)+(9768)=630 磁盤引臂調(diào)度 (disk head scheduling) ? 最短尋找時(shí)間優(yōu)先（ SSTF） ? 請求序列： 130， 42， 180， 15， 108， 68， 97 0 15 42 53 68 97 108 130 180 199 移動(dòng)量 : (5342)+(18042)+(18015)=314 磁盤引臂調(diào)度 (disk head scheduling) ? SCAN（ LOOK） – 請求序列： 130， 42， 180， 15， 108， 68， 97 SCAN移動(dòng)量 : (530)+(1800)=233 LOOK移動(dòng)量 : (5315)+(18015)=203 0 15 42 53 68