2019年 chapter7设备管理ppt课件.ppt

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1、5、缓冲技术实现的基本思想：进程执行写操作输出数据时，向系统申请一个缓冲区，若为顺序写请求，则不断把数据填到缓冲区，直到被装满。此后，进程继续它的计算，系统将缓冲区内容写到I/O设备上。进程执行读操作输入数据时，向系统申请一个缓冲区，系统将一个物理记录的内容读到缓冲区，根据进程要求，把当前需要的逻辑记录从缓冲区中选出并传送给进程7.3缓冲管理（3）5、缓冲技术实现的基本思想（续）：在输出数据时，只有在系统还来不及腾空缓冲区而进程又要写数据时，它才需要等待；在输入数据时，仅当缓冲区空而进程又要从中读取数据时，它才被迫等待6、缓

2、冲的实现方式：采用硬件缓冲器实现；在内存划出一块区域，专门用来存放临时输入输出的数据，这个区域称为缓冲区7.3缓冲管理（4）单缓冲在设备和处理机之间设置一个缓冲。设备与处理机交换数据时，先把交换的数据写入缓冲区，然后需要数据的设备/处理机再从缓冲区中取走数据。特点：缓冲区数只有一个；设备与处理机对缓冲区的操作是串行的。工作区缓冲区用户进程操作系统传送(M)输入(T)I/O设备处理(C)一块数据的处理时间在某系统中，从磁盘将一块数据输入到缓冲区需要花费的时间T，CPU对一块数据进行处理的时间为C，将缓冲区的数据传送到用户区所花

3、时间为M，那么在单缓冲情况下，系统处理大量数据时，一块数据的处理时间为多少？系统对每一块数据的处理时间为：Max(T,C)+M双缓冲在设备和处理机之间设置2个缓冲。设备与处理机交换数据时，先把交换的数据写入缓冲区，然后需要数据的设备/处理机再从缓冲区中取走数据。因缓冲区有2个，提高了设备与处理机并行操作的程度，只有当两个均为空时，需数据的进程才等待。特点：缓冲区数有2个；设备与处理机对缓冲区的操作可并行，提高了设备与处理机并行操作的程度。工作区缓冲区1用户进程（处理C）操作系统传送M输入TI/O设备缓冲区2一块数据的处理时间

4、在某系统中，从磁盘将一块数据输入到缓冲区需要花费的时间T，CPU对一块数据进行处理的时间为C，将缓冲区的数据传送到用户区所花时间为M，那么在双缓冲情况下，系统处理大量数据时，一块数据的处理时间为多少？系统对一块数据的处理时间：MAX（C+M，T）工作区用户进程缓冲区1缓冲区2I/O设备T1(缓冲1)M1C1M2C2M3C3T2(缓冲2)T3(缓冲3)M4C4T4(缓冲4)(a)(b)双机通信时缓冲区的设置缓冲区缓冲区A机B机(a)单缓冲发送缓冲区接收缓冲区接收缓冲区发送缓冲区A机B机(b)双缓冲RGGGGR123456Nex

5、tiNextgRGGGCR123456NexticurrentNextg循环缓冲在设备和处理机之间设置多个大小相等的缓冲区，这些缓冲区构成环形，每一个缓冲区中含一指针指向下一个缓冲区，最后一个指向第一个缓冲区。循环缓冲的组成多个缓冲区：用于装输入数据的空缓冲区R已装满数据的缓冲区G计算进程正在使用的现行工作缓冲区C多个指针：指示输入进程下次可用的空缓冲区R的指针Nexti指示计算进程下次可用缓冲区G的指针Nextg指示计算进程正在使用的缓冲区C的指针Current特点：缓冲区的数量有多个；设备与处理机对缓冲区的操作可并行，进

6、一步提高了设备与处理机并行操作的程度。循环缓冲缓冲区的使用Getbuf过程Releasebuf过程进程同步Nexti指针追赶上Nextg指针—输入进程阻塞Nextg指针追赶上Nexti指针—计算进程阻塞1、缓冲池：将系统内所有的缓冲区统一管理起来，就形成了能用于输入/输出的缓冲池。缓冲池通常由若干大小相同的缓冲区组成，是系统的公用资源，任何进程都可以申请使用缓冲池中的各个缓冲区。2、缓冲池的组成（数据结构）三个队列：空缓冲队列emq、装满输入数据队列inq、装满输出数据队列outq四个工作缓冲区：收容输入数据的缓冲区hin、

7、提取输入数据的缓冲区sin、收容输出数据的缓冲区hout、提取输出数据的缓冲区sout缓冲池（1）缓冲池（2）三个队列：空缓冲队列emq、装满输入数据队列inq、装满输出数据队列outq四个工作缓冲区：收容输入数据的缓冲区、提取输入数据的缓冲区、收容输出数据的缓冲区、提取输出数据的缓冲区3、Getbuf过程和Putbuf过程ProcedureGetbuf(type)beginwait(rs(type));wait(ms(type));B(number):=Takebuf(type);signal(ms(type));end缓

8、冲池（3）ProcedurePutbuf(type)beginwait(ms(type));Addbuf(type,number);signal(ms(type));signal(rs(type));end注：Takebuf(type)—用于从type所指的队列的队首摘下一缓冲区Addbu