第九章 设备管理(xin).ppt

2. 双缓冲 解决外设之间并行工作的最简单的办法是设置双缓冲。在双缓冲方案中，具体的做法是为输入或输出操作设置两个缓冲区buffer1和buffer2。 双缓冲方式和单缓冲方式相比，虽然双缓冲方式能进一步提高CPU和外设的并行程度，并能使输入设备和输出设备并行工作，但是在实际系统中很少采用这一方式，这是因为在计算机系统中的外设很多，又有大量的输入和输出，同时双缓冲很难匹配设备和CPU的处理速度。因此现代计算机系统中一般使用环形缓冲或缓冲池结构。 3. 环形缓冲 环形缓冲技术是在主存中分配一组大小相等的存储区作为缓冲区，并将这些缓冲区链接起来，每个缓冲区中有一个指向下一个缓冲的指针，最后一个缓冲区的指针指向第一个缓冲区，这样n个缓冲区就成了一个环形。此外，系统中有个缓冲区链首指针指向第一个缓冲区。环形缓冲区结构如图9.3所示。 图9.3 环形缓冲区结构 4. 缓冲池 从自由主存中分配一组缓冲区即可构成缓冲池。 1．缓冲池的组成 缓冲池中的缓冲区一般有以下三种类型：空闲缓冲区、装输入数据的缓冲区和装输出数据的缓冲区。 2．缓冲池的工作方式 缓冲区可以在收容输入、提取输入、收容输出和提取输出四种方式下工作。 图9.4 缓冲区队列缓冲区 图9.5 缓冲池的工作缓冲区 9.5.1设备分配用数据结构 设备分配程序的主要功能是: 当某进程向系统提出I/O请求后，设备分配程序按照一定的策略和设备分配算法，把所要求的设备分配给它。 1.设备控制表DCT（Device Control Table） 设备控制表DCT反映设备的特性、设备和I/O控制器的连接情况。系统中为每一I/O设备都设置了一张用以记录该设备情况的设备控制表DCT，表中的内容则根据系统执行情况而被动态的修改。包括设备标识、使用状态和等待使用该设备的进程队列等。每个设备一张 9.5 设备分配 DCT组成 （1）设备标识符，设备标识符用来区别设备。 （2）设备类型，反映设备的特性，如块设备或字符设备等。 （3）指向控制器(COCT)的指针。 （4）等待队列的队首、队尾指针，凡因请求本设备未得到满足的进程，将其PCB按一定的策略排成一队列。 　(5)重复执行次数或时间。 　(6)设备状态。 2. 系统设备表SDT(System Device Table) 系统设备表SDT整个系统一张，它记录已被连接到系统中的所有物理设备的情况，并为每个物理设备设一表项。 SDT表目组成 　 其中每个表目包括：设备类型、设备标识符、进程标识符（正在使用该设备的进程的标识符）、DCT指针（指向设备的控制表）等。 3. 控制器表COCT(COntroler Control Table) COCT也是每个控制器一张，它反映I/O控制器的使用状态以及和通道的连接情况等(在DMA方式时，该项是没有的)。 4. 通道控制表CHCT(CHannel Control Table) 该表只在通道控制方式的系统中存在，也是每个通道一张。CHCT包括通道标识符、通道忙/闲标识、等待获得该通道的进程等待队列的队首指针与队尾指针等。 图9.12 数据结构表 9.5.2 设备分配原则 1.设备分配原则 　　 设备分配的原则是根据设备特性、用户要求和系统配制情况决定的。 设备分配的总原则（宏观） 　（1）要充分发挥设备的使用效率，尽可能的让设备忙，但又要避免不合理的分配方法造成进程死锁； 　（2）还要做到把用户程序和具体物理设备隔离开来。（设备独立性） 静态分配 　 （1）在用户作业开始执行之前，由系统一次分配该作业所要求的全部设备、控制器和通道； 　 （2）一旦分配之后就一直为该作业所占用，直到该作业被撤消 动态分配 　　动态分配是在进程执行过程中根据进程的请求，由系统按照一定的策略进行分配，用完立即释放。 独享设备的分配 独享设备的分配 独享设备是指这类设备被分配给一个作业后，被这个作业所独占使用，其他的任何作业不能使用，直到该作业释放该设备为止。 常见的独享设备有行打印机、光电输入机等。 针对独享设备，系统一般采用静态分配方式，即在一个作业执行前，将它所需要使用的这类设备分配给它，当作业结束撤离时，才将分配给它的独占设备收回。 共享设备的分配 共享设备是指允许多个用户共同使用的设备。如磁盘、磁鼓等设备，可由多个进程同时进行访问。 设备的共享有两层含义：一是指设备介质的共享，如磁盘上的各扇区。二是指对磁盘等驱动器的共享，多个用户访问这些设备上的信息是通过驱动器来实现的 对共享设备的分配一般采用动态分配这一方