计算机操作系统第四版汤小丹梁红兵哲凤屏_第6章(2016-2017-1)详解.ppt

1. 扫描(SCAN)算法 SSTF算法可能导致某个进程发生“饥饿”(Starvation)现象。 6.8.3 基于扫描的磁盘调度算法 2. 循环扫描(CSCAN)算法 图 5-26 CSCAN调度算法示例 6.8.3 基于扫描的磁盘调度算法 3. NStepSCAN和FSCAN调度算法 1) NStepSCAN算法 SSTF、 SCAN及CSCAN几种调度算法可能出现磁臂停留在某处不动的情况。N步SCAN算法将磁盘请求队列分成若干个长度为N的子队列，磁盘调度将按FCFS算法依次处理这些子队列，而每处理一个队列时又是按SCAN算法。当正在处理某子队列时，如果又出现新的磁盘I/O请求，便将新请求进程放入其他队列，这样就可避免出现粘着现象。当N值取得很大时，会使N步扫描法的性能接近于SCAN算法的性能； 当N=1时， N步SCAN算法便蜕化为FCFS算法。 6.8.3 基于扫描的磁盘调度算法 2) FSCAN算法 FSCAN只将磁盘请求队列分成两个子队列。一个是由当前所有请求磁盘I/O的进程形成的队列，由磁盘调度按SCAN算法进行处理。在扫描期间，将新出现的所有请求磁盘I/O的进程， 放入另一个等待处理的请求队列。 6.8.3 基于扫描的磁盘调度算法 3. NStepSCAN和FSCAN调度算法 2) DMA控制器的组成 3. 直接存储器访问方式 命令/状态寄存器 CR； 内存地址寄存器 MAR； 数据寄存器 DR； 数据计数器 DC 3) DMA工作过程 图 6-15 DMA方式的工作流程 3. 直接存储器访问方式 6.4.3 对I/O设备的控制方式 1) I/O通道控制方式的引入 I/O通道方式是DMA方式的发展，可实现CPU、通道和I/O设备三者的并行操作，更有效地提高整个系统的资源利用率。 4. I/O通道控制方式 例如，当CPU要完成一组相关的读(或写)操作及有关控制时，只需向I/O通道发送一条I/O指令，以给出其所要执行的通道程序的首址和要访问的I/O设备，通道接到该指令后，通过执行通道程序便可完成CPU指定的I/O任务。 操作 P R 计数 内存地址 WRITE 0 0 80 813 WRITE 0 0 140 1034 WRITE 0 1 60 5830 WRITE 0 1 300 2000 WRITE 0 0 250 1850 WRITE 1 1 250 720 4. I/O通道控制方式 2) 通道程序 操作码。 (2) 内存地址。 (3) 计数。 (4) 通道程序结束位P。 (5) 记录结束标志R。 为了实现设备独立性(Device Independence)，在设备驱动程序之上设置一层软件，称为与设备无关的I/O软件，或设备独立性软件。其基本含义是: 应用程序独立于具体使用的物理设备。 为了实现设备独立性而引入了逻辑设备和物理设备这两个概念。在应用程序中，使用逻辑设备名称来请求使用某类设备；而系统在实际执行时，还必须使用物理设备名称。因此，系统须具有将逻辑设备名称转换为某物理设备名称的功能。 6.5 与设备无关的I/O软件 ①设备驱动程序的统一接口。一方面，每个设备驱动程序与OS之间都有着相同的接口；另一方面，将抽象的设备名映射到适当的驱动程序上。对设备进行保护，禁止用户直接访问设备，防止无权访问的用户使用； ②缓冲管理。对字符设备和块设备的缓冲区进行管理，以提高I/O的效率； ③差错控制。暂时性错误、持久性错误 ④对独立设备的分配与回收。 ⑤独立于设备的逻辑数据块　 6.5.2 与设备无关的软件 与设备无关的软件执行所有设备的公有操作： 6.5.3 设备分配 1. 设备分配中的数据结构 2. 设备分配时应考虑的因素 设备的固有属性 独占设备、共享设备、虚拟设备 6.5.3 设备分配 2) 设备分配算法 先来先服务、优先级高者优先 3) 设备分配中的安全性 安全分配方式 ：破坏造成死锁的必要条件之一 不安全分配方式 ：得到设备后不阻塞，继续运行可能造成死锁 　1. 逻辑设备表LUT (Logical Unit Table) 　逻辑设备表用于将应用程序中所使用的逻辑设备名映射为物理设备名。在该表的每个表目中包含了三项：逻辑设备名、物理设备名和设备驱动程序的入口地址。 6.5.4 逻辑设备名到物理设备名映射的实现 　当进程用逻辑设备名请求分配I/O设备时，系统为它分配相应的物理设备，并在LUT上建立一个表目，填上应用程序中使用的逻辑设备名和系统分配的物理设备名，以及该设备驱动程序的入口地址。当以后进程再利用该逻辑设