05 -《软件技术基础》- 操作系统设备管理与文件管理.ppt

设备管理 基本内容 I/O devices 设备 基本概念. I/O请求的检测与控制 设备管理程序 Buffering 缓冲技术 Spooling.虚拟设备技术 I/O Control 控制方式 Polling 轮询 Interrupt 中断 Direct memory access (DMA) I/O channel 通道技术 基本概念 设备分类 从数据组织的角度分 块设备 以块为单位组织和传送数据，大小 n*512 磁盘 字符设备 以字符为单位组织和传送数据 键盘、打印机 从资源分配的角度分类 独占设备 在系统运行期间，在某一段时间内，为某一进程所独占的设备。 多为低速设备，如纸带输入机、打印机等 共享设备 允许若干用户或进程同时共同使用的设备 磁盘 虚拟设备 通过软件技术（如假脱机技术），把原来的独占设备改造成共享设备。 控制器 负责 CPU 与设备之间的通讯硬件接口 通常是可编程控制的芯片 每类芯片用于特定的硬件 和 CPU 与内存通过总线通讯 优点: 实现简单 缺点: CPU的负担过重，效率低 缓存技术（ Buffering） 在内村中划出一个由n个单元组成的区域（缓冲区），作为外部设 备传输数据的临时存储区。 单缓冲 仅设置一个缓冲区 串行工作 双缓冲 设置两个个缓冲区, 并行工作 缓冲池 多个缓冲区连接起来统一管理 设备管理程序 虚拟设备技术Spooling（假脱机） SPOOLing 是 Simultaneous Peripheral Operation On-Line （即外部设备联机并行操作）的缩写，通常称为“假脱机技术”。 原理 当在外围设备和计算机处理器之间传送数据时，为了减少处理的延时,把辅助存储器作为缓冲存储器来使用的一种技术。 组成 （1）输入井和输出井（外存中） （2）输入缓冲区（输入队列）和输出缓冲区（输出队列）（内存中） （3）输入进程SPI 和输出进程SPO 文件的结构（续） 文件的物理结构 链接分配 是将文件存储在离散的盘块中，离散的盘块之间通过指针链接。将同属于一个文件的多个离散的盘块链接成一个链表，由此所形成的物理文件称为链接文件。 虚拟设备系统的组成 特点： （1）提高了I/O速度 I/O操作变为对输入井或输出井的操作，如同脱机操作一样 （2）设备并没有分配给任何进程 在输入井或输出井中，分配给进程的是一个存储区和建立的一张I/O请求表 （3）实现了虚拟设备功能 多个进程同时使用同一独享设备，而对每一进程而言，都认为自己独占这一设备，不过，该设备是逻辑上的设备。 文件管理 基本内容 基本概念与术语 文件的结构 文件目录 文件存储空间的管理 文件的共享 文件的存取控制 基本概念与术语 文件：具有标识符（文件名）的一组相关信息的集合。 组成部分： （1）文件体：文件本身的信息 （2）文件属性：文件存储和管理信息 文件名、文件内部标识、文件存储地址、访问权限和访问时间等。 文件系统: 操作系统中负责存取和管理文件信息的机构 组成部分： （1）数据结构 文件控制块，存储分配表等 （2）管理软件 （3）文件的一组操作： 读、写、删除、拷贝等 文件分类 从操作系统的角度：普通文件、目录文件、特殊文件（Unix中的某些设备） 注意：目录与设备（显示器、键盘等）也是文件 设备重定位功能的演示 Dir1.txt - 屏幕显示重定为到外部文件中 Type 1.txt 按照文件的逻辑结构：有结构文件（记录式文件）和无结构文件（流式文件） 按照文件的存取控制属性：可执行文件、只读文件和读写文件 按文件的物理结构：顺序（连续）文件、链接文件和索引文件 文件存取控制方法与存储设备 （1）常见存取方法 顺序存取法 – 磁带 随机存取法(直接存取法) – 磁盘 按键存取法 – 数据库 （2）常见存储设备 磁盘、光盘、磁带等。 存储设备的特性决定了文件的存取设备和方法 文件的结构 文件的逻辑结构 用户可见的结构，可分为有结构文件和无结构文件 有结构文件 由若干个相关的记录构成的文件，又称记录式文件。包括定长记录文件、变长记录文件（顺序文件、索引文件和索引顺序文件）。 无结构文件 又称流式文件。组成流式文件的基本信息单位是字节或字，其长度是文件中所含字节的数目。 源程序，库函数等采用的就是流式结构 对流式文件的访问，是采用读写指针来指出下一个要访问的字符。可以把流式文件看作是记录式文件的一个特例。 流式文件是程序设计中频繁处理的文件类型。 文件的操作 - Programming Open Read/Write | Text and Binary m