计算机操作系统chap5设备管理.ppt

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1、第5章设备管理设备管理是操作系统中最繁杂且与硬件关系最密切的部分。通过本章学习，读者应该掌握以下内容：数据传输方式中断技术缓冲技术设备分配技术设备独立性设备驱动7/22/20215.1.I/O系统5.2.I/O控制方式5.3.缓冲管理5.4.I/O软件5.5.设备分配5.6.磁盘存储器的管理7/22/2021设备管理的目标根据设备请求的情况，按照一定的算法，选择和分配输入输出设备以便进行数据传输操作；控制输入输入设备和CPU或内存之间交换数据，同时提高设备和设备之间、CPU和设备之间，以及进程和进程之间的并行操作度，以使操作系统获得最佳效率；为用户提供一个友好的透明接口

2、，把用户和设备硬件特性分开，使得用户在编制应用程序时不必涉及具体设备，系统按用户要求控制设备工作。7/22/2021设备管理功能设备分配与回收缓冲管理设备处理虚拟设备7/22/20215．1．1I/O设备计算机系统的外围设备包括：显示器、键盘、纸带阅读器、纸带穿孔机、打印机、磁带、磁盘、光盘、激光打印机、绘图仪、图形数字化仪、鼠标器、声音输入、声音输出设备以及办公自动化设备等等，种类相当繁多，可从不同的角度对它们进行分类。5.1I/O系统7/22/2021系统设备：在操作系统生成时已配置好的的标准设备。如：键盘、显示器、打印机、磁盘等。用户设备：指系统设备之外的非标准设

3、备，一般由用户提供设备及其处理程序，并通过适当的手段把它们纳入系统中，由系统实施管理。如：网卡、调制解调器、绘图仪等。1．设备的从属关系分类7/22/2021块设备：指以数据块为单位存储和传输数据的设备如磁盘、磁带等。字符设备：指以单个字符为单位来传送信息的设备。如键盘、显示器、打印机等。2．设备中的信息交换单位方式分类7/22/2021存储设备：它是计算机用来存储永久性信息的设备如，磁带、磁盘（软盘、硬盘）、光盘等。输入设备：将外部信息送给计算机的设备。如，键盘、鼠标、扫描仪、手写笔、数码相机、麦克风、游戏手柄等输出设备：将计算机加工后的信息传送给外界的设备。如，显示

4、器、打印机、投影仪等。3．按设备的使用特性分类7/22/2021独占设备:这类设备在用户作业的整个运行期间必须为此用户所占有，即多个作业对某一外设的访问应该是互斥的，一旦系统将这类设备分配给某个作业，便由该设备独占，直至释放该资源。大多数低速I/O设备，如用户终端、打印机等共享设备:指在同一时间段内可以同时让几个作业使用的设备，当然，在某一时刻，该设备只能为一个作业服务。适应于高速设备，如磁盘虚拟设备:根据设备的使用性质来决定一台设备可以分给几个进程以提高该设备的使用率。如虚拟打印机4．按资源分配的角度分类7/22/20211、按（）分类可将设备分为块设备和字符设备。A

5、.从属关系B.操作特性C.共享属性D.信息交换单位2、大多数低速设备都属于（）设备。A．独占B．共享C．虚拟D．Spooling3、从资源分配的角度看，可以把设备分为独占设备、共享设备和虚拟设备，打印机属于________设备,而磁盘属于__________设备。7/22/20215.1.2设备控制器1.设备控制器的概念设备控制器是CPU与外围设备之间的接口，是一个可编址设备，每一个地址对应一个设备。它接收从CPU发来的命令，并去控制输入输出设备的工作，使CPU从繁杂的设备控制事务中解脱出来，提高CPU的使用效率。7/22/20212.作用：接收从CPU发来的命令，控制

6、I/O设备工作3.功能：接收和识别命令数据交换地址识别标识和报告设备的状态差错控制7/22/20214.设备控制器的组成（1）.设备控制器与处理机的接口（2）.设备控制器与设备的接口（3）.I/O逻辑7/22/2021I/O系统的结构CPU磁盘控制器存储器打印机控制器其他控制器一、微型机I/O系统：总线结构磁盘驱动器打印机7/22/2021二、主机系统输入输出结构当主机所配置的输入输出设备较多时，特别是配有较多的高速外设时，采用总线型输入输出系统结构会加重CPU与总线的负担。因此，在这样的输入输出系统中不宜采用单总线结构，而是增加一级输入输出通道，用来代替CPU与各设备

7、控制器进行通信，实现对控制器的控制。7/22/20217/22/20215.1.3I/O通道1、通道的引入为了提高计算机系统的运行效率，就要使CPU摆脱繁忙的I/O事务，而配置专门处理I/O事务的机构——通道。通道的引入是为了建立独立的I/O操作。它不仅要求数据传送独立于CPU，而且要求I/O操作的组织、管理、结束等也尽量独立，以保证CPU有更多的时间从事计算。这样就可以实现CPU计算和I/O操作的并行工作。7/22/2021思考题一什么是通道？通道有哪些类型？7/22/20212、I/O通道概念通道是一种硬件机构，又称I/O处理机。输入