第四章_设备管理.ppt

(1) 记住所有设备，控制器和通道的状态。 (2) 按用户要求启动具体设备进行数据传输操作，并且处理设备的中断。 (3) 在现代多道程序系统中，系统中的进程数总是多于I/O设备数，按一定的算法在诸进程间调度和分配设备。 编制输入输出程序是相当复杂的，由操作系统来负责输入输出工作，使系统形成一种对“ 用户友好”的环境，目前许多系统都提供了标准的输入输出控制系统供用户使用。 方便性： 将用户所用的设备的机器中实际进行I/o操作的物理设备相分离，仅使用逻辑设备名，这样用户仅与逻辑名设备有关，而与具体的物理设备无关。 设备独立性包含两个方面的内容。第一个内容，一个程序应该与给定设备类型中的哪一台设备供其使用无关。第二个内容，要求用户程序尽可能地与设备类型无关。这个要求意味着程序不要对具体的物理设备进行操作，而是从“ 虚拟设备”上进行操作。 设备独立性： 为了提高设备利用率和系统效率，设备管理的设计应能使各设备的数据传输与CPU运行能高度重叠，使各设备充分地并行工作。 并行性： 计算机操作系统 第四章 §4.1 设备管理基础 一、 设备：除开cpu以及内存以外的所有设备 (I/O设备，系统支持设备等)。 (a) 外部设备：打印机、显示器、光盘、磁盘(硬、软)、键盘、磁带、通讯设备(老式磁鼓、卡片机等) (b) 计算机设备如何与外设相连 i) 适配器(adaptr): I/O接口：每个I/O子系统都是由 I/O设备 I/O接口 组成 I/o设备是为computer执行某种特定功能(打印显示、存或取数据)，而I/o接口是控制I/o设备按cpu的命令工作，它也负责把computer的数据格式转换成I/o设备所要求的格式(或相反)，同时还负责发送中断请求并接受处理机发出的中断响应回答等工作， I/o接口还为I/o设备提供了数据缓冲的功能。 I/O接口中通常包含 数据缓冲寄存器 状态寄存器 I/O接口常与CPU、存储器做在同一块主板上。 CPU PRN卡 显示卡 M 常用适配卡： 1) 磁盘驱动器卡、CD－ROM接口卡 2) 显示卡(彩显、单显) 3) 扫描仪接口卡 4) 声卡、汉卡 5) 防病毒卡 ii) I/O处理器(Iop) 输入输出处理机又称通道，在大型机的结构中和通常的教科书中，术语“ 通道”专指专门用来负责输入输出工作的处理机(简称IO处理机)。比起中央处理机CPU来，通道是一个比CPU功能较弱、速度较慢、价格较为便宜的处理机。 IO处理机和CPU共享主存储器。在微型计算机中，IO处理机并不是通道，它就称为 IO处理机。因为微型计算机中，“ 通道”指DMA或与I/O处理机相连设备的单纯的数据传递通路，并不具有处理机的功能。 (a) 按所属关系 系统设备 ––– 在o.s生成时已登记于系统中的标准设备 用户设备 ––– 在o.s生成时未已登记于系统中的非标准设备 二、 设备的简单分类 (b) 按资源分： 独占设备 ––– 低速 (打印机) 共享设备 ––– 磁盘 虚拟设备 ––– spooling 技术 人们常通过共享设备来模拟独占型设备的动作，使独占型设备成为共享设备，从而提高了设备利用率和系统的效率，这种技术被称为虚拟设备技术，实现这一技术的硬件和软件系统被称为SPOOL，或称为假脱机系统。 假定某系统的全部行式打印机采用了虚拟设备技术(即使用了SPOOL技术)，当某进程要求打印输出时，输出SPOOL并不是把某台打印机分配给该进程，而是在某共享设备(磁盘)上的输出SPOOL存储区中，为其分配一块存储空间，同时为该进程的输出数据建立一个文件(文件名可缺省)。该进程的输出数据实际上并未从打印机上输出，而只是以文件形式输出，并暂存放在输出SPOOL存储区中。这个输出文件实际上相当于虚拟的行式打印机。各进程的输出都以文件形式暂时存放在输出SPOOL存储区中并形成了一个输出队列，由输出SPOOL控制打印机进程，依次将输出队列中的各进程的输出文件最后实际地打印输出。 SPOOL系统的特点： 1. 用户进程并未真正分得打印机，或者说打印机并未分给某个进程独占地使用。 2. 用户进程实际被发给的不是打印设备，而是共享设备中的一个存储区，即虚拟设备。 3. 独享设备使用效率提高了，从而系统效率也提高了。 该输出SPOOL的程序结构大致可描述如下： begin repeatif “输出队列为空” then WAIT “从输出队列取下一个文件”； “打开该文件”； begin repeat “从磁盘缓冲区中读一文件行”； “打印该文件输出行”； “等待打印机完成中断”； until (end of file)