操作系统课件_08设备管理.ppt

《操作系统课件_08设备管理.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第八章设备管理（一）设备管理的基本概念（二）缓冲技术（三）设备分配技术（四）输入/输出控制（一）设备管理的基本概念1、计算机设备定义在计算机系统中除CPU和内存储外所有的其它设备，又称为计算机外部设备。按照设备的功能分类：1）存储设备用来存放各种信息的设备称为存储设备（硬盘，U盘，光盘，移动硬盘等等）。2）I/O设备（Input/Output）用来向计算机输入和输出信息的设备（键盘，鼠标，显示器，打印机，扫描仪等等）。3）通信设备如以太网卡、无线网卡等。从不同的角度，可以对设备进行不同的分类1.按信息传输单位分类（1）块设备（2）字符设备2.按资源分配方式分类（1）独占

2、设备（2）共享设备（3）虚拟设备32.设备管理的目标提高设备利用率合理分配设备提高设备与CPU、各外部设备之间的并行性方便用户的使用提供使用方便且独立于设备的界面统一：对各种不同的设备提供一致的界面独立于设备：用户使用的设备与物理设备无关二.设备管理功能1.状态跟踪通过设备控制块(DCB,DeviceControlBlock)动态的记录各种设备的状态。2.设备分配与回收作业级——静态分配作业进入系统时一次性分配，退出系统时收回全部资源。进程级——动态分配进程提出设备申请时进行分配，使用完毕后立即收回。3.设备控制实施设备驱动和中断处理的工作。设备控制包括设备的驱动、完成

3、和故障中断处理。三.设备独立性1、问题的引出为了方便用户使用各种设备，需屏蔽设备的物理特性2.设备独立性的概念即应用程序独立于具体使用的物理设备。为了实现设备独立性而引入了逻辑设备和物理设备这两个概念。在应用程序中，使用逻辑设备名称来请求使用某类设备；而系统在实际执行时，还必须使用物理设备名称。3、两类设备独立性（1）一个程序应独立于分配给它的某种类型的具体设备即在用户程序中只指明I/O使用的设备类型即可。如在系统中配备了两台打印机，用户要打印时只要告诉系统要将信息送到打印机即可。（2）程序要尽可能地与它使用的设备类型无关即在用户程序中只要指出要输入或输出信息，至于信息

4、I/O使用的设备不需用户指明。8在Linux/UNIX系统中，把设备与文件统一处理，这比前两种设备独立性又算了一步，对于用户来说，就没有设备的概念。73、设备独立性的实现1）在高级语言中用软通道实现使用高级语言提供的指派语句，通过指派一个逻辑设备名来定义一个设备或文件。如：fd=open(“/dev/lp”,mode)2）在批处理系统中，用联接说明语句来定义如：OUTPUT1=LPT3)在交互系统中，用指派命令来定义如：PDP系列机上的RT11系统ASSIGN设备物理名设备逻辑名4.设备独立性的优点方便用户编程提高系统资源的利用率提高系统的可扩展性和可适应性5.设备控制

5、块(DCB)设备控制块是设备管理的数据结构，用来存放设备的硬件特性、连接和使用情况，每类设备有一个设备控制块。设备名设备属性指向命令转换表的指针在I/O总线上的设备地址设备状态当前用户进程指针I/O请求队列指针设备转换表（设备开关表）设备开关表存放设备驱动和控制程序人口地址。（二）缓冲技术一、缓冲的概念1、定义：缓冲是两种不同速度的设备之间传输信息时平滑传输过程的常用手段。为什么要使用缓冲解决两种设备之间传输信息时速度不匹配慢速设备快速设备慢速设备快速设备中速设备缓冲2.缓冲的实现（1）缓冲器（硬件实现）用来暂时存放数据的一种硬件存储装置，容量较小。（2）软件缓冲区（软

6、件实现）I/O操作期间，用来临时存放I/O数据的一块主存区域。12利用缓冲技术如何进行I/O操作进程请求从输入设备进行读操作的图示输入设备BUF进程①②③②与③需要同步13进程请求从输入设备进行读操作的步骤当用户要求在某个设备上进行读操作时，首先从系统中获得一个空的缓冲区①；将一个物理记录送到缓冲区中②；当用户请求这些数据时，系统将依据逻辑记录特性从缓冲区中提取并发送到用户进程存储区中③；当缓冲区空而进程又要从中取用数据时该进程被迫等待。此时，操作系统需要重新送数据填满缓冲区，进程才能从中取数据继续运行。要注意操作②与操作③的同步关系14进程请求从输出设备进行写操作

7、的图示②与③需要同步①②③输出设备BUF进程15进程请求从输出设备进行写操作的步骤当用户要求进行写操作时，首先从系统中获得一个空的缓冲区①；将一个逻辑记录从进程存储区传送到缓冲区中②；当缓冲区写满时，系统将缓冲区的内容作为物理记录文件写到设备上，使缓冲区再次为空③；只有在系统还来不及腾空缓冲区之前，进程又企图输出信息时，它才需要等待。要注意操作②与操作③的同步关系二、常用的缓冲技术常用的缓冲技术：双缓冲、环形缓冲、缓冲池16双缓冲在双缓冲方案下，为输入或输出分配两个缓冲区buf1、buf2。输入数据时，如何利用双缓冲输出数据时，如何利