计算机操作系统第8章设备管理

《计算机操作系统第8章设备管理》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、8.1设备管理概述8.2I/O控制方式8.3缓冲技术8.4设备分配8.5磁盘的驱动调度8.6Spoling技术的实现举例习题一个计算机系统一般是由主板、磁盘、处理机和主存储器等组成的，对于一个计算机系统，如果配备上不同的外设，可以使得系统功能变得更强大。例如，配上光盘驱动器、声卡和音箱，可以欣赏音乐、播放电影；装上调制解调器(MODEM)，可以上网浏览各种信息和查阅资料。可见，配备上各种各样的外设，可以使系统功能越来越强大。而设备管理的功能就是如何对这些外设进行有效管理，使其最大可能地为用户服务。8.1设备管理概述操作系统中设

2、备管理的关键是如何提高设备的利用率，即如何使得设备并行工作，主要体现在两方面：设备和CPU的并行，设备和设备之间的并行，从而使系统中的各种设备尽可能地处于忙碌状态。操作系统的设备管理不仅仅是提高设备的利用率，还要方便用户使用。操作系统设备管理中通过屏蔽设备的物理特性，实现了设备独立性，使得用户对设备的使用与物理设备无关。计算机系统中的设备大多数属于独占设备，即要互斥地使用。而为了提高设备的利用率，对设备的分配一般要采用动态分配方式，这时操作系统使用虚拟设备技术对外部设备进行管理，使得既可以动态分配，又不会产生死锁。以上叙述的

3、是设备管理中主要解决的几个问题，本章中将重点解决。8.1.1设备分类目前，世界各国都在加速建设信息化，信息化的建设推动了计算机科学技术的发展，随着计算机技术的迅猛发展和计算机应用领域的不断扩展，相应的，外部设备的品种、类型和数量也不断增加，外部设备在计算机硬件系统的成本中所占的比重也不断上升。在计算机系统中的外设种类繁多、型号各异，性能、功能、价格相差甚多，下面从不同的角度对设备进行分类。1．按设备的使用特性分类(1)存储型设备，指的是以存储大量信息和快速检索为目标，它在系统中作为主存储器的扩充，所以又称为辅助存储器，如磁盘机

4、、磁带机。(2)输入、输出型设备，输入指的是从外界向计算机传送信息，输出指的是计算机向外界传送信息。输入和输出设备使得计算机和外部世界可以进行信息交换，如显示器、卡片机、打印机等。2.按信息组织分类(1)块设备：块指的是连续信息所组成的一个区域，块设备则是指每次与内存交换进行信息交换的单位是一个或几个块的信息，这类设备用于存储信息。存储型设备一般为块设备，典型的块设备是磁盘。(2)字符型设备：指的是以字符为单位与内存进行信息的交换，即一次交换一个字节或多个字节。一般的输入型和输出型设备为字符型设备。3.按传输速率分类(1)低速

5、设备：是指其传输速率仅为每秒钟几个字节至数百个字节的一类设备。典型设备有键盘、鼠标、语音的输入和输出等设备。(2)中速设备：是指其传输速率在每秒钟数千个字节至数万个字节的一类设备。典型设备有行式打印机、激光打印机等。(3)高速设备：是指其传输速率在数百千个字节至数十兆字节的一类设备。典型设备有磁带机、磁盘机、光盘机等。4.从资源分配角度分类(1)独占设备：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。例如，某个进程正在使用打印机，其他进程则不能使用该打印机，否则会产生输

6、出结果混乱的情况。(2)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。共享设备的“同时使用”的含义是指多个作业可以交替启动共享设备，当一个作业正在使用设备时其他作业暂时不能使用，即每一时刻仍然只有一个作业占用，但是当一个作业暂时不使用，其他作业就可以启动设备使用。(3)虚拟设备：指的是通过某种技术把独占设备虚拟成共享设备(虚拟设备)，如Spooling系统，使用硬盘模拟输入设备(输入井)和打印机(输出井)。8.1.2设备控制器设备控制器是CPU与I/O设备间的接口，它接收从CPU发来的

7、命令，并去控制I/O设备工作，使处理机从繁杂的设备控制事务中解脱出来。设备控制器是一个可编址设备，当它仅控制一个设备时，它只有一个唯一的设备地址；若控制器可连接多个设备，则应具有多个设备地址，使每一个地址对应一个设备。1.设备控制器的功能1)接收和识别命令CPU可以向控制器发送多种不同的命令，例如可以向软盘控制器发送读、写和格式化等命令，设备控制器应能接收并识别这些命令。因此，设备控制器应该具有相应的控制寄存器来存放所接收的命令和参数，并对命令进行译码。2)数据交换　　数据交换，指实现CPU与控制器之间、控制器与设备之间的

8、数据交换。对于前者是通过数据总线，由CPU将数据写入控制器，或是从控制器中读出数据；而对于后者是设备将数据写入控制器或是从控制器传送到设备。所以设备控制器需要设置数据寄存器来存放有关数据。3)设备状态的了解和报告　　控制器记录所连接设备的状态以供CPU了解。例如，用户进程想