2326操作系统6.ppt

第六章 设备管理 设备管理的功能（P158~P159）： 外围设备的分类（P159~160）： 独占设备的管理（P160~162）： 磁盘的驱动调度（P163~169）： 输入/输出操作的实现（P169~175）： 缓冲技术（P175~P177）： 虚拟设备（SPOOL系统）（P177~181）： UNIX的设备管理（P181~P185）： 设备管理的功能 ⑴实现对外围设备的分配和回收 ⑵实现外围设备的启动 ⑶实现对磁盘的驱动调度 ⑷处理外围设备的中断事件 ⑸实现虚拟设备 外围设备的分类 存储设备(如磁盘机、磁带机)：可以由几个作业同时使用的设备 外围设备 输入/输出设备(如输入机、打印机)：只能让一个作业独占使用的设备 输入/输出操作：主存储器与外围设备之间的信息传递操作称为输入输出操作。 对于存储型设备，输入/输出操作的信息传输单位为“块”。对于输入/输出型设备，输入/输出操作的信息传输单位为“字符”。 独占设备：是指每次只能供一个作业执行期间单独使用的设备 共享设备：是指允许几个作业执行期间可同时使用的设备 共享设备的“同时使用”的含义是指多个作业可以交替启动共享设备，当一个作业正在使用设备时其他作业暂不能使用，即每一时刻仍只有一个作业占用 独占设备的管理 1.独占设备的绝对号和相对号 绝对号：是将每一天设备确定一个编号。 相对号：是为了用户程序的方便而设的，在用户请求使用时，采用“设备类——相对号”来提出使用设备要求。由系统建立绝对号与“设备类——相对号”之间的关系，就能正确启用设备了 2.设备的指定方式 ⑴指定绝对号： 这种方式由作业直接指定绝对号对应的设备。系统只能把这个设备分配给它，如果该设备正由其他作业使用则申请不能得到满足 ⑵指定设备类、相对号： 这种形式在申请设备时不指定具体哪台设备，只说明要某设备多少台，这样可以由系统灵活分配 3.设备独立性 采用“设备类、相对号”方式使用设备时，用户编程就不必指定特定设备，在程序中由“设备类、相对号”定义逻辑设备。程序执行时由系统根据用户指定的逻辑设备转换成与其对应的具体物理设备。所以，用户编程时使用的设备与实际使用哪台设备无关，这就是“设备独立性”。 4.独立性设备分配实现 系统采用“静态分配”的策略，设置“设备分配表”来记录计算机系统所配置的独占设备类型、台数和分配情况等。设备分配表由“设备类表”和“设备表”两部分组成。通过查表和修改表的操作完成设备分配工作。 磁盘的驱动调度 1.对移动臂磁盘执行输入/输出操作时，通过柱面号、磁头号和扇区号确定信息在磁盘上的物理位置。磁盘执行一次输入/输出操作所需花费的时间，它由寻找时间、延迟时间和传送时间三个部分组成。 寻找时间：磁头在移动臂带动下移动到指定柱面所需的时间。 延迟时间：指定扇区旋转到磁头位置所需的时间。 传送时间：由指定的磁头把磁道上的信息读到主存储器或把主存储器中信息写到磁道上所需的时间。 2.磁盘的驱动调度：在多道程序设计系统中，同时有多个访问者请求磁盘操作，此时系统采用一定的调度策略来决定各等待访问者的执行次序，所以系统决定等待磁盘访问者的执行次序的工作就是磁盘的“驱动调度”。 3.对磁盘进行驱动调度的目的：尽可能地降低多个访问者执行输入/输出操作的总时间，增加单位时间内的输入/输出操作次数，有利于系统效率的提高。 4.磁盘调度分为移臂调度和旋转调度。根据等待访问者指定的柱面位置来决定执行次序的调度称“移臂调度”；当移动臂定位后，如 5.移臂调度算法包括以下四种： ⑴先来先服务算法 ⑵最短寻找时间优先调度算法 ⑶电梯调度算法 ⑷单向扫描调度算法 以上几种算法要能够区分，如给你一个访问序列和访问条件，应能根据各种算法做出调度后的访问序列。 6.信息的优化分布：知道信息在磁盘上排列不一定是按顺序最优，对于一些能预知处理要求的信息采用优化分页可以缩短输入/输出操作时间，提高系统效率。 输入/输出操作的实现 1.通道结构 输入/输出处理机：计算机系统中能够独立完成输入/输出操作的硬件装置，称为输入/输出处理机。通道能单独地完成输入/输出操作，所以把通道也称为输入/输出处理机。 CPU并不直接操作外围设备，它连接通道（I/O处理机），通道连接设备控制器，设备控制器连接设备。CPU只需把“I/O”设备启动，并给出相关的操作要求。然后就由通道来处理输入/输出事宜，做完后报告CPU。 2.通道命令（CCW） 通道命令规定设备的一种操作，通常由命令码、数据主存地址、传送字节个数及标识码等部分组成。 操作系统用一组通道命令来执行一次输入/输出应做的工作，这一组通道命令就组成了一个“通道程序”。 （1）命令码