计算机操作系统(第四版)第6章分解.ppt

2、SPOOLing系统的组成 输入井和输出井： 在磁盘上开辟的两个大存储空间 输入缓冲区和输出缓冲区： 在内存中开辟的两个缓冲区 输入进程Spi和输出进程Spo： 是内存中的两个进程 井管理程序： 控制作业与磁盘井之间信息的交换 * * 输入进程SPi 输出进程SPo 输入缓冲区Bi 输出缓冲区Bo 输入 设备 输出 设备 磁盘 输入井 输出井 * * 3、假脱机打印机系统 SPOOLing系统接收到用户进程的打印输出请求后： 由输出进程在输出井中为之申请一个空闲磁盘块区，并将要打印的数据送入其中； 输出进程再为用户进程申请一张空白的用户请求打印表，并将用户的打印要求填入其中，再将该表挂到请求打印队列上。 当打印机空闲时，输出进程将从请求打印队列的队首取出一张请求打印表，再从输出井把数据送到内存缓冲区，启动打印机打印输出。打印完后，输出进程检查请求打印队列…… * * 4、SPOOLing系统的特点: 提高了I/O的速度，缓和了CPU与低速I/O设备速度不匹配的矛盾 利用高速共享设备，将独占设备改造为共享设备 实现了虚拟设备功能：用户都感到独占了一台设备 * * * * 5、守护进程（deamon） 守护进程取代假脱机管理进程。执行以下功能： 为用户申请磁盘缓冲区的空闲盘块、写入打印数据、返回该盘块的首址。 守护进程是允许使用打印机的唯一进程。打印进程要将要求打印的文件放在假脱机文件队列中。并唤醒守护进程。 守护进程的任务是按照队列中每个文件的说明执行逐个打印任务，直至全部完成，然后休眠。 总之，凡是需要将独占设备改造为共享设备时，都要为该设备配置守护进程和假脱机文件队列。 6.7??? 缓冲区管理 缓冲的引入 单缓冲和双缓冲 循环缓冲 缓冲池 * * 提高CPU与I/O设备之间的并行性 6.7.1、缓冲的引入 缓和CPU与I/O设备间速度不匹配的矛盾 减少对CPU的中断频率，放宽对CPU中断响应时间的限制 1位缓冲 送内存 8位缓冲寄存器 8位缓冲寄存器 送内存 (a) (b) (c) 根据I/O控制方式，缓冲的实现方法有两种，一种是采用专用硬件缓冲器，另一种方法是内存缓冲区又称软件缓冲。 * * 根据系统设置的缓冲器的个数，可把缓冲技术分为： 单缓冲 双缓冲 循环缓冲 缓冲池 * * 6.7.2 单缓冲和双缓冲 1、单缓冲 在设备和处理机之间设置一个缓冲区。 T和C是可以并行的。系统对每个数据的处理时间为Max(C,T)+M。 处理(C) 工作区 缓冲区 I/O设备 输入(T) 传送(M) 用户进程 T1 T2 T3 T4 M1 M2 M3 C1 C2 C3 t （块设备） 以块设备数据读入为例： * * 2、双缓冲－缓冲对换 目的：加快输入输出的速度。 系统处理每个数据的时间可粗略认为Max(C,T) 。当TC，可使块设备连续输入；反之可使CPU不必等待设备输入 工作区 缓冲区1 I/O块设备 缓冲区2 用户进程 输入(T) 传送(M) 处理(C) 以块设备数据读入为例： T1(缓冲1) T2(缓冲2) T3(缓冲3) T4(缓冲4) M1 M2 M3 C1 C2 C3 t M4 C4 注：CT 块设备连续输入 * * 缓冲区 缓冲区 (a)单缓冲 A机 B机 (b)双缓冲 A机 B机 接受 缓冲区 接受 缓冲区 发送 缓冲区 发送 缓冲区 如果在实现两台机器通信时，只配置单缓冲，那么在任一时刻只能实现单方向的数据传输。 为了实现双向数据传输，必须在两台机器中都设置两个缓冲区。分别用在发送和接收。 * * 6.3.2 中断处理程序 当一个进程请求I/O操作时，该进程将被挂起。直到设备完成I/O操作后，设备控制器向CPU发送一个中断请求。CPU响应后，转中断处理程序。中断处理程序执行相应的处理，处理完后解除进程的阻塞状态。 * * （1）测定是否有未响应的中断信号 当设备完成一个字符的读入（如字符设备），设备控制器向处理机发送一个中断请求信号，请求处理机将字符读入内存。处理机执行完当前指令后都要检测是否有未响应的中断信号。 （2）保护被中断进程的CPU环境 保存程序状态字PSW和程序计数器PC中下一条指令的地址，入中断保留区（栈）中。所有CPU寄存器的内容入栈。 中断处理程序的处理过程分成以下几个步骤： * * （3）转入相应的设备处理程序 处理机测试各个中断源，确定IO设备，并发送确认信号。设备收到信号后，取消中断请求信号。