第8章设备管理1.ppt

第8章 设备管理 8.1 引言 8.2 数据传送控制方式 8.3 中断技术 8.4 缓冲技术 8.5 设备分配 8.6 I/O进程控制 8.7 设备驱动程序 课时：4.0 基本的DMA控制器 周期挪用方式 DMA控制器与主存储器之间传送一个数据，占用（窃取）一个CPU周期，即CPU暂停工作一个周期，然后继续执行程序。 DMA传送流程 将一台独享打印机改造为可供多个用户共享的打印机，具体做法是：系统对于用户的打印输出，但并不真正把打印机分配给该用户进程，而是先在输出井中申请一个空闲盘块区，并将要打印的数据送入其中；然后为用户申请并填写请求打印表，将该表挂到请求打印队列上。若打印机空闲，输出程序从请求打印队首取表，将要打印的数据从输出井传送到内存缓冲区，再进行打印，直到打印队列为空。 SPOOLing技术的特点: 　　(1)提高了I/O速度。从对低速I/O设备进行的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,提高了I/O速度,缓和了CPU与低速I/O设备速度不匹配的矛盾。 　　(2)设备并没有分配给任何进程。在输入井或输出井中,分配给进程的是一存储区和建立一张I/O请求表。 　　(3)实现了虚拟设备功能。多个进程同时使用一独享设备,而对每一进程而言,都认为自己独占这一设备,从而实现了设备的虚拟分配。不过,该设备是逻辑上的设备。 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 磁盘调度 单向扫描调度算法 总是从0号柱面开始向里扫描 按照各自所要访问的柱面位置的次序去选择访问者 移动臂到达最后个一个柱面后，立即带动读写磁头快速返回到0号柱面 返回时不为任何的等待访问者服务 返回后可再次进行扫描 磁盘调度 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 设备独立性 通常用户不指定特定的设备，而指定逻辑设备，使得用户作业和物理设备独立开来，再通过其他途径建立逻辑设备和物理设备之间的对应关系，称设备的这种特性为“设备独立性”。 优点：用户应用程序与物理设备无关，系统增减或变更物理设备时程序不必修改；易于对付输入输出设备的故障；提高了系统的可靠性，增加了外围设备分配的灵活性，能更有效地利用外围设备资源，实现多道程序设计技术。 8.5 设备分配 数据结构 （1）系统设备表SDT （2）设备控制块DCB（设备控制表DCT） （3）通道控制块CHCB（通道控制表CHCT） （4）控制器控制块COCB（控制器控制表COCT） 8.5 设备分配 数据结构 1、系统设备表SDT 整个系统一张表，记录系统中所有I/O设备的信息，为每个物理设备设一表项。表目包括： 设备类型、设备标识符、进程标识符、DCT表指针等。 2、设备控制表DCT 每个物理设备一张表，包括设备类型、设备标识符、设备状态、与此设备相连的COCT、等待队列的队首和队尾指针、I/O程序地址等。 设备表 8.5 设备分配 数据结构 3、 控制器表COCT(COntroler Control Table) 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。 4、通道控制表CHCT(CHannel Control Table) 每个通道一张。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；显然，一个进程只有获得了通道、控制器和所需设备三者之后，才具备了进行I/O操作的物理条件。 8.5 设备分配 图8.12 数据结构表 8.5 设备分配 8.1 什么是陷阱? 什么是软中断? 试述中断，陷阱和软中断之间异同。 8.2 什么是缓冲? 为什么要引入缓冲? 8.3 用于设备分配的数据结构有哪些? 它们之间的关系是什么? 思考题 设备分配的原则 设备分配的总原则是既要充分发挥设备的使用效率，尽可能的让设备忙，但又要避免由于不合理的分配方法造成进程死锁; 另外还要做到把用户程序和具体物理设备隔离开来，即用户程序面对的是逻辑设备，而分配程序将在系统把逻辑设备转换成物理设备之后，再根据要求的物理设备号进行分配。 8.5 设备分配 设备分配的原则 静态分配方式是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。静态分配方式不会出现死锁，但设备的使用效率低。 动态分配在进程执行过程中通过系统调用命令向系统提出设备请求.动态分配方式有利于提高设备的利用率，但如果分配算法使用不当，则有可能造成进程死锁。 8.5 设备分配 设