操作系统设备管理知识点介绍.pptx

第6章设备管理6.1I/O硬件概念6.1.2设备控制器（I/O部件）PCI总线控制器控制器任务是在外部设备与CPU（内存）之间完成比特流（外部信号）和字节流（块）之间转换。每个控制器都有一些用来与CPU通信I/O存放器。操作系统经过向这些存放器写命令字来执行I/O功效。6.1.3I/O控制方式向I/O部件发读命令（2）中止控制方式（3）DMA方式CPU直接控制外部设备6.2设备输入/输出子系统在UNIX中，能够用以下系统调用将数据直接写入软盘中：fd=open(“/dev/fd0”,O＿RDRW)；申请软盘，/dev/fd0代表软盘。lseek(fd,1024,0)；将软盘当前I/O位置定位到1024字节位置。Write(fd,buffer,36)；将用户缓冲区buffer中36个字节写入软盘1024～1059字节。……close(fd)；释放软盘。二、独占式使用设备如打印机三、分时式共享使用设备独占式使用设备时，设备利用率很低。分时式共享：以一次I/O为单位分时使用设备，不一样进程I/O操作请求以排队方式分时地占用设备进行I/O。注：针对一个逻辑上完整数据I/O操作。如：终端设备，磁盘设备。请求设备产生条件：I/O中止；通道；磁盘。SPOOLing（并发外部设备联机操作）基本思想：用磁盘设备作为主机直接输入/输出设备,即主机从磁盘选取作业并运行,结果也存在磁盘中。对应通道则负责磁盘与慢速外设传输。利用通道和中止机制,作业输入/输出与作业在处理机上运行可很好地并行起来。通道比如:全部输出数据已经写到文件当中，并排到打印输出队列，打印进程申请占用打印机后，成批读出文件中数据，并送打印机打印出去。6.2.2I/O层次结构用户进程一、用户层I/O二、设备无关I/O三、设备驱动与中止处理6.2.3设备驱动程序二、设备管理相关数据结构描述设备、控制器等部件表格：系统中经常为每一个部件、每一台设备分别设置一张表格，常称为设备表或部件控制块。这类表格详细描述设备类型、标识符、进行状态，以及当前使用者进程标识符等。建立同类资源队列：通常在设备表基础上经过指针将相同物理属性设备连成队列（称设备队列）。面向进程I/O请求动态数据结构：每当进程发出块I/O请求时，系统建立一张表格（称I/O请求包）。将此次I/O请求参数填入表中，同时也将该I/O相关系统缓冲区地址等信息填入表中。I/O请求包伴随I/O完成而被删除。建立I/O队列：如请求包队列。设备表引入原因：（1）能够改进进程运行速度与I/O传输速度之间速差矛盾。（2）降低中止CPU次数。（3）提升CPU和I/O设备之间并行性。块设备字符设备：一次一行方式：打印机，显示器一次一字节方式：传感器，控制杆二、双缓冲三、循环缓冲6.3存放设备6.3.1常见存放外设光学存放设备CD-ROM；CD-R,CD-RW。6.3.2磁盘调度一、降低寻找时间(寻道时间)方法磁盘调度策略其它调度策略假设磁盘有200个磁道，磁盘请求队列中是一些随机请求。被请求磁道按接收次序分别为：55、58、39、18、90、160、150、38、184，当前磁头在100磁道处FCFS策略磁头臂移动轨迹以下：假设磁盘有200个磁道，磁盘请求队列中是一些随机请求。被请求磁道按接收次序分别为：55、58、39、18、90、160、150、38、184，当前磁头在100磁道处SSTF策略磁头臂移动轨迹以下：假设磁盘有200个磁道，磁盘请求队列中是一些随机请求。被请求磁道按接收次序分别为：55、58、39、18、90、160、150、38、184，当前磁头在100磁道处SCAN策略磁头臂移动轨迹以下：假设磁盘有200个磁道，磁盘请求队列中是一些随机请求。被请求磁道按接收次序分别为：55、58、39、18、90、160、150、38、184，当前磁头在100磁道处C-SCAN策略磁头臂移动轨迹以下：调度策略比较二、降低延迟时间方法