计算机操作系统考研辅导第5章设备管理.ppt

计算机操作系统第五章设备管理本章目录5.1I/O系统5.2I/O控制方式5.3缓冲管理5.4I/O软件5.5设备分配5.6磁盘存储器的管理2009年2个选择题

2010年1个综合应用题(结合第四章)

2011年2个选择题

2012年2个选择题

2013年2个选择题

2014年无输入输出管理这一章是非重点。需要注意的地方是五种I/O控制方式和它们之间的对比，SPOOLING技术以及缓冲策略。可能的选择题点包括I/O设备的分类，通道的分类，I/O管理的目标与功能，应用结构，控制方式，I/O调度的相关概念，设备独立性相关的概念和原理，容错技术等。进程I/请求(系统调用，逻辑设备名)→无关性(独立性)软件具体化→具体的物理设备(类型名，物理名，LUT)→分配程序(三层，四层I/O体系结构，缓冲)→设备处理程序(驱动程序，产生具体的操作序列,通道程序)→中断处理程序(唤醒进程)5.1I/O系统总线型体系结构：主机（CPU和内存）→设备控制器→设备，三层结构两级控制引入通道后的体系结构：主机（CPU和内存）→通道→设备控制器→设备，四层结构三级控制操作系统设备管理功能的总体结构,分为两层：设备无关层(独立层)和设备相关层(驱动层)进一步划分为：设备中断处理程序设备驱动程序与设备无关的操作系统软件用户级软件(用户空间的I/O软件)设备管理的目标和功能目标：（1）按用户需求提出的要求接入外部设备，系统按一定算法分配和管理控制，而用户不必关心设备的实际地址和控制指令（2）尽量提高输入输出设备的利用率，例如，发挥主机与外设以及外设与外设之间的真正并行工作能力。功能（1）分配设备：按设备的不同类型和操作系统选设备的算法分配。包括分配相应的通道、设备控制器以及对未分配到的任务或作业进行排队等。（2）控制和实现真正的输入输出操作。包括通道程序控制、启动设备、及时响应及处理中断讯号等。（3）对输入输出缓冲区进行管理。例如，逻辑名的管理，多个缓冲区的分时以及串并行操作，同类多个外部设备的工作，避免“忙的忙”和“闲的闲”。（4）在一些较大系统中实现虚拟设备技术。I/O系统的层次以及每一层的主要功能2009年9、程序员利用系统调用打开I/O设备时，通常使用的设备标识是(Ａ)A逻辑设备名B物理设备名C主设备号D从设备号2011年26、用户程序发出磁盘I/O请求后，系统的正确处理流程是A用户程序→系统调用处理程序→中断处理程序→设备驱动程序B用户程序→系统调用处理程序→设备驱动程序→中断处理程序C用户程序→设备驱动程序→系统调用处理程序→中断处理程序D用户程序→设备驱动程序→中断处理程序→系统调用处理程序2013年25、用户程序发出磁盘I/O请求后，系统的处理流程是：用户程序→系统调用处理程序→设备驱动程序→中断处理程序。其中，计算数据所在磁盘的柱面号、磁头号、扇区号的程序是A用户程序B系统调用处理程序C设备驱动程序D中断处理程序I/O软件的设计目标和原则总体设计目标是高效率和通用性。前者是确保设备与CPU的并发性，后者尽可能地提供简单抽象、清晰而统一的接口，采用统一标准的方法，来管理所有的设备以及所需的I/O操作。（１）设备无关性，访问文件数据的程序，与具体的物理设备无关（２）出错处理：数据传输过程中出现的错误尽可能靠近硬件的地方处理。（３）同步/异步传输：CPU并行工作，为异步。阻塞方式，称为同步。（４）缓冲技术：需要理解并掌握的问题设备类型通道类型：什么类型的通道可以连接什么类型的设备，通道程序四种数据传送控制方式缓冲池下的四种工作模式SPOOLing技术磁盘调度算法1.I/O设备(1)I/O设备的类型按设备的操作特性（或按用途）:存储设备和输入/输出设备按传输速率分类:低速设备、中速设备和高速设备按信息交换的单位分类：块设备和字符设备。按设备的共享属性（或按资源分配角度）分类：独占设备（所有字符型设备有磁带机）、共享设备（除磁带机以外的所有块设备）和虚拟设备。按设备的使用方式：输入设备、输出设备、输入/输出设备按设备的从属关系：系统设备和用户设备输入输出型设备包括：（1）人-机输入输出设备：键盘、扫描仪、打印机、绘图仪、数码相机等（2）机-机输入输出型设备（通信设备）：网卡、调制解调器存储型设备：磁带机、磁盘机、光盘机等（2）设备与控制器之间的接口：三类信号线数据信号线、控制信号线和状