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计算机操作系统 操作系统 操作系统 操作系统原理 Principles of Operating System 中南大学信息科学与工程学院 Central South University College of Information Science and Engineering 目 录 第4部分（第6章）I/O设备管理 6.1 I/O系统的组成 微型机I/O系统结构图例 主机I/O系统结构图例 6.1.2设备类型 四、设备控制器DC(Device Controller) 设备控制器组成图例 6.1.4 I/O通道 二、通道的3种类型 三、瓶颈问题 字节多路通道示意图 6.2 I/O控制方式 6.2.1 程序I/O方式（Programmed I/O） 6.2.2 中断驱动I/O控制方式 6.2.3 DMA(Direct Memory Access)方式 DMA组成 6.2.4 通道方式 6.3 缓冲管理 1、单缓冲(Single Buffer) 单缓冲性能分析 3、缓冲池(Buffer Pool) （2）四种工作缓冲区 缓冲区工作方式图例 （3）Getbuf和Putbuf过程 Getbuf和Putbuf过程描述 (4) 工作方式 收容输入工作方式图例 6.4 设备分配 设备分配中的4个数据结构 6.4.2设备分配应考虑的因素 6.4.3设备的独立性(Device Independence) 二、实现设备独立性的好处 三、逻辑设备到物理设备的映射 6.4.5 SPOOLing技术 SPOOLing系统组成示意图 二、SPOOLing系统的工作过程 根据唤醒时机不同，Spi的工作 三、SPOOLing的3特点 6.5 设备处理 第4部分 文件系统 7.1文件和文件系统 7.1.3 文件系统模型 7.1.4文件操作 文件系统模型层次结构 7.2文件结构 7.2.1文件的3种逻辑结构 顺序文件示意图 索引文件的组织 索引顺序文件的组织 7.2.2文件的物理结构 顺序结构/顺序文件 链接结构/串联文件 链接结构示意图 索引结构/索引文件 7.3 目录管理 一、文件控制块(FCB-File Control Block) 二、索引结点 示例 Unix文件目录结构示例 磁盘索引结点inode主要包括7部分信息 文件连接图例 内存索引结点/活动索引结点表 7.4 常见目录结构及查询技术 7.4.1 单级目录结构图例 7.4.2 两级目录结构 两级目录结构图例 7.4.3 树型目录结构/多级目录 树型目录结构图例 7.4.4 目录查询技术 7.5 文件共享 一、绕弯路法 用基本文件目录实现共享 用基本文件目录实现共享图示 7.5.2基于索引结点的共享方式 7.5.3利用符号链实现文件共享 7.6文件保护 7.6.3 文件保护措施 7.6.4 存取控制机制 一、保护域(Protection Domain) 例F9-16 7.6..2 访问矩阵(Access Matrix) 7.6.3 访问矩阵的修改 拷贝权示例 访问控制表(Access Control List) 访问权限表(Access Capabilities List) 7.6.5 分级安全管理 第8章 磁盘存储管理 8.1磁盘I/O 磁盘类型图例 磁盘调度算法 先来先服务FCFS 最短寻道时间优先SSTF 扫描算法SCAN（电梯调度法） 循环扫描CSCAN N步扫描 FSCAN算法 10.2 外存分配方法 外存分配方法（续1） 外存分配方法（续2） 多级索引分配思考题 10.3 空闲存储器的管理 1、空闲表法（空白文件目录） 2、空闲块链 3、位示图法 4、成组链接法（Unix采用） UNIX成组链接法图例 10.4 磁盘容错技术 10.4.1 第一级冗错技术 10.4.2 第二级冗错技术 磁盘镜像/双工示意图 10.4.3廉价磁盘冗余阵列RAID Redundant Array of Inexpensive Disk 一、并行交叉存取 二、RAID的分级 三、RAID的3个优点 10.4.4后备系统 2个磁盘互为后备系统示意图 二、后备方法 10.5 文件系统性能的改善 提高文件访问速度的措施 10.5.1磁盘高速缓冲 10.5.1 磁盘高速缓冲（续1） 10.5.1 磁盘高速缓冲（续2） 10.6 数据一致性(Consistency)控制 谢谢，再见！ 思想：选择等待队列中离当前磁头移动方向最近的访问请求，作为下一次的访问对象。 例：P262，F9-3 设，磁头向磁道增加方向移动 100 磁道 低 磁道 高 磁道 思想：单向扫描，选择等待队列中离当前磁头移动方向最近的访问请求，作为下一次的访问对象，直到该方向最后一个请求，反向。 例：P262，F9-4