【正文】 送錯(cuò)誤，系統(tǒng)并不立即 認(rèn)為傳送失敗，而是允許它重新傳送。在具有多條通 路的情況下，一個(gè)設(shè)備可與多個(gè)控制器相連接。若 與該設(shè)備相連接的控制器或通道處于 “ 忙 ” 狀態(tài)，而不能啟動該設(shè) 備，則將設(shè)備的等待標(biāo)志置 “ l”。其隊(duì)首 指針指向隊(duì)首 PCB，在有的系統(tǒng)中還設(shè)置了隊(duì)尾指針。 設(shè)備分配程序 華北電力大學(xué)計(jì)算機(jī)系 2. 設(shè)備控制表 DCT 系統(tǒng)為每一個(gè)設(shè)備都配置了一張?jiān)O(shè)備控制表 （ DCT） ， 用于記錄該設(shè)備的情況 。 1. 系統(tǒng)設(shè)備表 SDT 在整個(gè)系統(tǒng)中 ， 有一張系統(tǒng)設(shè)備表 （ SDT） ， 用于記錄 系統(tǒng)中全部設(shè)備的信息 。 邏輯設(shè)備名 物理設(shè)備名 驅(qū)動程序入口地址 /dev/tty 3 1024 /dev/print 5 2046 華北電力大學(xué)計(jì)算機(jī)系 設(shè)備分配程序是負(fù)責(zé)向?qū)ο到y(tǒng)提出 I/O請求的進(jìn) 程分配設(shè)備 ， 及其相應(yīng)的控制器和通道 。 設(shè)備分配的策略 華北電力大學(xué)計(jì)算機(jī)系 設(shè)備分配的策略 2. 易于實(shí)現(xiàn) I/O重定向 用于 I/O操作的設(shè)備可以更換，重定向即而不必改變應(yīng)用程序。 例如在 MSDOS中，最基本的輸入、輸出設(shè)備（鍵盤和顯示 器）用一個(gè)公共的邏輯設(shè)備名 CON（ Console—控制臺），并由 同一個(gè)設(shè)備驅(qū)動程序來驅(qū)動和控制；并行打印機(jī)的邏輯設(shè)備名 為 PRN或 LPTi；異步串行通訊口的邏輯設(shè)備名為 AUX或 COMi等等 設(shè)備分配的策略 華北電力大學(xué)計(jì)算機(jī)系 總之 ， 使用邏輯設(shè)備名是操作系統(tǒng)對用戶程序的設(shè)備獨(dú)立 性的具體支持 。 設(shè)備分配的策略 華北電力大學(xué)計(jì)算機(jī)系 四． 設(shè)備獨(dú)立性（ Device Independence） 為了提高 OS的可適應(yīng)性和可擴(kuò)展性，目前幾乎所有的 OS都 實(shí)現(xiàn)了 設(shè)備的獨(dú)立性 （也稱為 設(shè)備無關(guān)性 ）。 例如進(jìn)程 P1發(fā)出第一個(gè) I/O請求 ， 占有了資源 1后 ， 在 繼續(xù)向前推進(jìn)時(shí) ， 又要申請資源 2；此時(shí) ， 進(jìn)程 P2卻占有了 資源 2， 在繼續(xù)向前推進(jìn)時(shí) ， 又要申請資源 1， 從而造成系 統(tǒng)死鎖 。 只有當(dāng)進(jìn)程所請求 的設(shè)備已被另一個(gè)進(jìn)程占用時(shí) ， 進(jìn)程才進(jìn)入阻塞狀態(tài) 。 但是這種分配算法使得 CPU與 I/O設(shè)備串行工作 ， 設(shè)備的利用率比較低 。 設(shè)備分配的策略 華北電力大學(xué)計(jì)算機(jī)系 三． 設(shè)備分配中的安全性 1. 安全分配方式 每當(dāng)進(jìn)程發(fā)出一個(gè) I/O請求后 ， 便進(jìn)入阻塞狀態(tài) ， 直到 其 I/O操作完成時(shí)才被喚醒 。 2. 優(yōu)先級高者優(yōu)先 對優(yōu)先權(quán)高的進(jìn)程所提出的 I/O請求賦予高優(yōu)先權(quán)，在形 成設(shè)備隊(duì)列時(shí)，將優(yōu)先級高的進(jìn)程排在設(shè)備隊(duì)列前面，先得 到分配。虛擬設(shè)備屬于邏輯設(shè)備。但是這些進(jìn)程對設(shè)備的訪問需進(jìn)行合理的調(diào)度。 它不僅往往造成設(shè)備利用率低 ， 而且還 會引起系統(tǒng)死鎖 。 設(shè)備分配的策略 設(shè)備分配程序 SPOOLing技術(shù) 設(shè)備分配 華北電力大學(xué)計(jì)算機(jī)系 一． 根據(jù)設(shè)備的固有屬性而采取的策略 1. 獨(dú)享方式 獨(dú)享方式是指將一個(gè)設(shè)備分配給某進(jìn)程后 ， 便一直由 它獨(dú)占 ， 直至該進(jìn)程完成或釋放該設(shè)備為止 ， 系統(tǒng)才能將 該設(shè)備分配給其它進(jìn)程使用 。 每當(dāng) 進(jìn)程向系統(tǒng)提出 I/O請求時(shí) ， 設(shè)備分配程序按照一定 的策略 ， 把其所需的設(shè)備及其有關(guān)資源 （ 如緩沖區(qū) 、 控制器和通道 ） 分配給該進(jìn)程 。 可見，緩沖區(qū)工作在收容輸入、提取輸入、收容輸出和提 取輸出四種工作方式下。 對于同時(shí)用于輸入 /輸出的公用緩沖池，至少含有三種類 型的緩沖區(qū)：空緩沖區(qū)、裝滿輸入數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)和裝滿輸出數(shù) 據(jù)的緩沖區(qū)。 操作系統(tǒng) 用戶進(jìn)程 輸入 傳送 I/O設(shè)備 循環(huán)緩沖 …… 緩沖區(qū) 1 用戶區(qū) 緩沖區(qū) 2 緩沖區(qū) N 華北電力大學(xué)計(jì)算機(jī)系 當(dāng)系統(tǒng)配置較多的設(shè)備時(shí)，使用專用緩沖區(qū)就要消耗大量 的內(nèi)存空間，且其利用率不高。 我們 可以將多個(gè)緩沖區(qū)組織成循環(huán)隊(duì)列的形式 （ 如下圖所示 ） 。 但是如果兩者的速度相差甚遠(yuǎn)時(shí) ， 雙緩沖的效果就不夠 理想了 。所以雙緩沖進(jìn)一步加快了 I/O的速度，提高了設(shè)備的利用率。 此時(shí) OS可以從緩沖區(qū) A 中提取數(shù)據(jù)傳送到用戶區(qū) ， 最后由 CPU對數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算 。但是對緩沖區(qū)中數(shù)據(jù)的輸入和提取是串行工作 的。 緩沖的引入 華北電力大學(xué)計(jì)算機(jī)系 每當(dāng)一個(gè)用戶進(jìn)程發(fā)出一個(gè) I/O請求時(shí)， OS便在主存中為 之分配一個(gè)緩沖區(qū)。 緩沖的引入 華北電力大學(xué)計(jì)算機(jī)系 二． 可以減少對 CPU的中斷頻率，放寬對中斷響應(yīng)時(shí)間的限制 如果 I/O操作每傳送一個(gè)字節(jié)就要產(chǎn)生一次中斷，那么設(shè) 置了 n個(gè)字節(jié)的緩沖區(qū)后，則可以等到緩沖區(qū)滿才產(chǎn)生中斷， 這樣中斷次數(shù)就減少到 1/n，而且中斷響應(yīng)的時(shí)間也可以相應(yīng) 的放寬。 這時(shí) ， CPU不必等待 ， 可以繼續(xù) 執(zhí)行程序 。 由于打印機(jī)的速 度跟不上 CPU， 而使得 CPU長時(shí)間的等待 。 眾所周 知 ， 通常的程序都是時(shí)而計(jì)算 ， 時(shí)而輸出的 。 所以 OS必須組織和管理好這些緩沖區(qū) 。 所以這種通道既具有很高的數(shù)據(jù)傳輸速率 ， 又能獲得令人 滿意的通道利用率 。 數(shù)組多路通道是將數(shù)組選擇通道的傳輸 速率高和字節(jié)多路通道的分時(shí)并行操作的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來 ， 形 成的一種新的通道 。 可見 ， 它適于連接高速設(shè)備 （ 如磁盤 機(jī) 、 磁帶機(jī) ） ， 但是這種通道的利用率較低 。 I/O通道控制方式 華北電力大學(xué)計(jì)算機(jī)系 2. 數(shù)組選擇通道 （ Block Selector Channel） 這種通道雖然可以連接多臺 I/O設(shè)備 ， 但是它只有一個(gè)分 配型子通道 ， 在一段時(shí)間內(nèi)只能執(zhí)行一道通道程序 、 控制一 臺設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送 ， 其數(shù)據(jù)傳送是按數(shù)組方式進(jìn)行 。一個(gè)子通道完成一個(gè)字節(jié)的傳送 后，立即讓出字節(jié)多路通道（主通道），給另一個(gè)子通道使 用。根據(jù)信息交換方式，可以把通道分成以下 三種類型： 1. 字節(jié)多路通道（ Byte Multiplexor Channel） 在這種通道中，通常都含有較多個(gè)（ 8， 16， 32）非分配 型子通道，每一個(gè)子通道連接一臺 I/O設(shè)備。 通道指令與一般的機(jī)器指令不同，在每條指 令中包含的信息較多，有操作碼、內(nèi)存地址、計(jì)數(shù)（讀 或?qū)憯?shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)）、通道程序結(jié)束位 P和記錄結(jié)束標(biāo) 志 R。 I/O通道控制方式 華北電力大學(xué)計(jì)算機(jī)系 I/O通道控制方式 System BusProcessorI/O BusI/OControllerI/OControllerI/OControllerI/OControllerMemoryChannelProcessor華北電力大學(xué)計(jì)算機(jī)系 二． 通道程序 通道是通過執(zhí)行通道程序，并與設(shè)備控制器來共同 實(shí)現(xiàn)對 I/O設(shè)備的控制。 通道技術(shù)可以進(jìn)一步減少 CPU的干預(yù) ， 即把對一個(gè)數(shù)據(jù)塊 為單位的讀 （ 或?qū)?） 的干預(yù) ， 減少到對一組數(shù)據(jù)塊為單位的讀 （ 或?qū)?） 的有關(guān)的控制和管理的干預(yù) 。 I/O通道控制方式 華北電力大學(xué)計(jì)算機(jī)系 一． I/O通道控制方式的引入 由于 DMA每次只能執(zhí)行一條 I/O指令 ， 不能滿足復(fù)雜的 I/O 操作要求 。 但是 CPU每發(fā)出一條 I/O指令 ， 也只能去讀 （ 或?qū)?） 一個(gè)連 續(xù)的數(shù)據(jù)塊 。 可見 ， DMA方式較之中斷驅(qū)動方式 ， 又是成百倍地減少了 CPU對 I/O控制的干預(yù) ， 進(jìn)一步提高了 CPU與 I/O設(shè)備的并行操作 程度 。 2. 內(nèi)存與設(shè)備之間的直接數(shù)據(jù)傳送，而不用 CPU的干預(yù)。 為了進(jìn)一步減少 CPU對 I/O的干預(yù)，引入了直接存儲器訪 問（ Direct Memory Access）控制方式。 中斷驅(qū)動 I/O控制方式 華北電力大學(xué)計(jì)算機(jī)系 一． DMA控制方式的引入 中斷驅(qū)動 I/O方式雖然大大提高了主機(jī)的利用率，但是它 以字（節(jié)）為單位進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，每完成一個(gè)字（節(jié)）的傳送 ，控制器便要向 CPU請求一次中斷（做保存現(xiàn)場信息，恢復(fù)現(xiàn) 場等工作），仍然占用了 CPU的許多時(shí)間。僅當(dāng)輸完一個(gè)數(shù)據(jù) 時(shí)，才需 CPU花費(fèi)極短的時(shí)間去進(jìn)行中斷處理。一旦數(shù)據(jù)進(jìn)入數(shù) 據(jù)寄存器，控制器便通過控制線向 CPU發(fā)送一中斷信號，由 CPU 檢查輸入過程中是否出錯(cuò)，若無錯(cuò)，便向控制器發(fā)取走數(shù)據(jù)的 信號，然后便通過控制器將數(shù)據(jù)寫入指定內(nèi)存單元。此時(shí)， CPU與 I/O設(shè)備處于并行工作狀態(tài)。 即當(dāng)某進(jìn)程要啟動某個(gè) I/O設(shè)備時(shí)，便由 CPU向相應(yīng)的設(shè) 備控制器發(fā)出一條 I/O命令，然后立即返回繼續(xù)執(zhí)行原來的任 務(wù)。但是它管理簡單，在要求不高的場 合可以被采用。 當(dāng) busy=l時(shí) ， 表示該 I/O設(shè) 備尚未輸入完一個(gè)字 (符 )， CPU應(yīng)繼續(xù)對該標(biāo)志進(jìn)行測試 ， 直 至 busy=0，