SPOOLing技術(shù)如何使一臺(tái)打印機(jī)虛擬成多臺(tái)打印機(jī).ppt

1、 SPOOLing技術(shù)如何使一臺(tái)打印機(jī)虛擬成多臺(tái)打印機(jī)？,答：打印機(jī)屬于獨(dú)享設(shè)備。 用SPOOLing技術(shù)轉(zhuǎn)換為虛擬成多臺(tái)打印機(jī)。 用戶請(qǐng)求打印后，1. 將打印數(shù)據(jù)輸出到輸出井申請(qǐng)的空閑盤(pán)塊中。 2. 將打印請(qǐng)求登記后排到打印隊(duì)列。3. 打印機(jī)空閑時(shí)，首取第一張請(qǐng)求表，將數(shù)據(jù)從輸出井傳送到內(nèi)存緩沖區(qū)，進(jìn)行打印。,2、按資源分配管理技術(shù)，輸入輸出設(shè)備類型可分為哪三類？,按資源特點(diǎn)分：獨(dú)享設(shè)備、共享設(shè)備、虛擬設(shè)備 獨(dú)享設(shè)備：在一個(gè)用戶作業(yè)未完成或退出之前，此設(shè)備不能分配給其他作業(yè)用。所有字符設(shè)備都是獨(dú)享設(shè)備。 共享設(shè)備：多個(gè)用戶作業(yè)或多個(gè)進(jìn)程可以“同時(shí)”從這些設(shè)備上存取信息。軟硬盤(pán)、光盤(pán)等塊設(shè)備都是共享設(shè)備。 虛擬設(shè)備：通過(guò)軟件技術(shù)將獨(dú)享設(shè)備改造成共享設(shè)備。例如：通過(guò)SPOOLing技術(shù)將一臺(tái)打印機(jī)虛擬成多臺(tái)打印機(jī)。,3、設(shè)備管理的目標(biāo)是什么？,按用戶需求提出的要求接入外部設(shè)備，系統(tǒng)按一定算法分配和管理控制，而用戶不必關(guān)心設(shè)備的實(shí)際地址和控制指令. 盡量提高輸入輸出設(shè)備的利用率，例如，發(fā)揮主機(jī)與外設(shè)以及外設(shè)與外設(shè)之間的真正并行工作能力.,3、設(shè)備管理的功能是什么？,分配設(shè)備：按設(shè)備的不同類型和操作系統(tǒng)選用的算法分配。包括分配相應(yīng)的通道、設(shè)備控制器以及對(duì)未分配到的任務(wù)或怍業(yè)進(jìn)行排隊(duì)等； 控制和實(shí)現(xiàn)真正的輸入輸出操作。包括通道程序控制、啟動(dòng)設(shè)備、及時(shí)響應(yīng)及處理中斷訊號(hào)等； 對(duì)輸入輸出緩沖區(qū)進(jìn)行管理。例如邏輯名的管理，多個(gè)緩沖區(qū)的分時(shí)以及串并行操作，同類多個(gè)外部設(shè)備的均衡工作，避免“忙的忙”和“閑的閑”； 在一些較大系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)虛擬設(shè)備技術(shù),4、數(shù)據(jù)傳送控制方式有哪幾種？試比較它們各自的優(yōu)缺點(diǎn)。,1、程序直接控制方式：耗費(fèi)大量的CPU時(shí)間、無(wú)法檢測(cè)設(shè)備錯(cuò)誤、只能串行工作。 2、中斷控制方式：并行操作的設(shè)備數(shù)受到中斷處理時(shí)間的限制。CPU 仍需花較多的時(shí)間處理中斷。中斷次數(shù)增多時(shí)易導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失。 3、直接內(nèi)存存取方式DMA：要求CPU執(zhí)行設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序啟動(dòng)設(shè)備，給出存放數(shù)據(jù)的內(nèi)存地址 及操作方式和傳送長(zhǎng)度等。 4、通道方式：給CPU發(fā)出I/O啟動(dòng)命令后，由通道指令完成啟動(dòng)設(shè)備等工作。,5、什么是通道？試畫(huà)出通道控制方式時(shí)的CPU、通道和設(shè)備的工作流程圖。,首先復(fù)習(xí)一下外部設(shè)備和主機(jī)的幾種連接方式。見(jiàn)后面幻燈片。,外部設(shè)備連接方式：,1、最簡(jiǎn)單、最基本的連接方式：,CPU,內(nèi) 存,PC總線連接,控制器到設(shè)備接口 系統(tǒng)總線,CPU,存儲(chǔ)器,磁盤(pán)控制器,打印機(jī)控制器,其他,磁盤(pán),磁盤(pán),打印機(jī),通道連接方式（IBM370的通道結(jié)構(gòu)）,黃色是控制線 白色是數(shù)據(jù)線,CPU,存儲(chǔ)器,多路通道,選擇通道,成組多路通道,輸入機(jī),打印機(jī),磁盤(pán),磁盤(pán),磁帶,磁帶,5、什么是通道？試畫(huà)出通道控制方式時(shí)的CPU、通道和設(shè)備的工作流程圖。,通道提供了I/O設(shè)備和主存之間流通數(shù)據(jù)的通路，又稱I/O處理機(jī)。它能控制一臺(tái)或多臺(tái)外設(shè)工作，它一旦被啟動(dòng)就能獨(dú)立于CPU運(yùn)行。使CPU盡可能擺脫I/O的負(fù)擔(dān)。但是通道只傳送數(shù)據(jù)而不改變數(shù)據(jù)。,通道工作過(guò)程：,操作系統(tǒng)產(chǎn)生通道程序并通知通道,通道執(zhí)行通道程序,通道程序根據(jù)I/O請(qǐng)求隊(duì)列啟動(dòng)I/O,I/O完成，通知通道,通道通知CPU,I/O任務(wù)完成,N N 6、先復(fù)習(xí)中斷處理一般過(guò)程：,執(zhí)行當(dāng)前指令，關(guān)中斷,指令結(jié)束？,開(kāi)中斷：有中斷請(qǐng)求？,中斷響應(yīng)：查向量表,保護(hù)斷點(diǎn)，中斷屏蔽,轉(zhuǎn)向中斷處理程序入口,執(zhí)行中斷服務(wù)程序,中斷返回,取下一條指令,y,y,n,n,6、典型的中斷級(jí)：,內(nèi)中斷：內(nèi)部硬件產(chǎn)生,外中斷：外部硬件產(chǎn)生,軟中斷：中斷指令產(chǎn)生,中斷級(jí)高,中斷級(jí)低,6、什么叫中斷？什么叫中斷處理？什么叫中斷響應(yīng)？什么叫關(guān)中斷？什么叫開(kāi)中斷？什么叫中斷屏蔽？什么叫陷入？什么是軟中斷？試述中斷、陷入和軟中斷之間的異同。,中斷（interrupt）：當(dāng)主機(jī)接到外部信號(hào)（如內(nèi)、外部設(shè)備完成或出錯(cuò)）時(shí)，馬上停止原來(lái)的工作，考慮去處理這一事件，處理完畢后，主機(jī)又回到原來(lái)的斷點(diǎn)繼續(xù)工作。 陷入：將進(jìn)程執(zhí)行方式從用戶態(tài)變成核心態(tài)。從而解決了用戶程序中請(qǐng)求系統(tǒng)調(diào)用的問(wèn)題。稱這個(gè)指令為操作系統(tǒng)的陷入。 軟中斷：中斷源是中斷指令。（即軟件發(fā)出的命令）,7、什么是緩沖？為什么要引入緩沖？,緩沖是一種存儲(chǔ)空間，在本質(zhì)上是一種異步技術(shù)。有硬件緩沖器和內(nèi)存緩沖區(qū)兩種實(shí)現(xiàn)方法。 解決快、慢通信雙方的異步問(wèn)題。 具體如下： 1、解決信息的到達(dá)率和離去率不一致的矛盾。 2、緩存起中轉(zhuǎn)站的作用 3、使得一次輸入的信息能多次使用,8、用于設(shè)備分配的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)有哪些？它們之間的關(guān)系是什么？,答：用于設(shè)備分配的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)有隊(duì)列和表兩種。 I/O通過(guò)設(shè)備表查找操作系統(tǒng)為設(shè)備建立的緩沖區(qū)（隊(duì)列）后，進(jìn)行操作。,9、略,10、什么是I/O控制？它的主要任務(wù)是什么？,I/O控制有程序直接控制方式、中斷控制方式、直接內(nèi)存存取方式DMA、通道方式四種形式。 主要任務(wù)是根據(jù)具體的設(shè)備情況，選擇相應(yīng)的控制方式，更好解決慢速I(mǎi)/O設(shè)備和高速CPU的匹配問(wèn)題。,14、UNIX系統(tǒng)中將設(shè)備分為塊設(shè)備和字符設(shè)備，它們各有什么特點(diǎn)？,字符型設(shè)備：以字符為單位進(jìn)行輸入、輸出的設(shè)備。每輸入或輸出一個(gè)字符就要中斷一次主機(jī)CPU請(qǐng)求進(jìn)行處理，所以又稱慢速字符設(shè)備。例如：終端顯示設(shè)備。用ls-l/dev 列目錄時(shí)首字符為“c” 塊設(shè)備：以字符塊為單位進(jìn)行輸入、輸出的設(shè)備。例如：硬盤(pán)。用ls-l/dev 列目錄時(shí)首字符為“b”,13、設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序是什么？,設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序:是I/O進(jìn)程與設(shè)備控制器之間的通信程序。任務(wù)是接收上層軟件發(fā)來(lái)的抽象要求。包含五部分 1、設(shè)備標(biāo)題 2、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和局部過(guò)程 3、策略過(guò)程 4、中斷過(guò)裎 5、命令處理子程序）,13、為什么要有設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序？,1、將接收到的抽象要求轉(zhuǎn)換為具體要求； 2、檢查用戶I/O請(qǐng)求的合法性，了解I/O設(shè)備的狀態(tài)，傳遞有關(guān)參數(shù)，設(shè)置設(shè)備的工作方式； 3、發(fā)出I/O命令，啟動(dòng)分配到的IO設(shè)備，完成指定的IO操作； 4、及時(shí)響應(yīng)由控制器或通道發(fā)來(lái)的中斷請(qǐng)求，并根據(jù)其中斷類型調(diào)用相應(yīng)的中斷處理程序進(jìn)行處理； 5、對(duì)于設(shè)置有通道的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)程序還應(yīng)能夠根據(jù)用戶的I/O請(qǐng)求，自動(dòng)地構(gòu)成通道程序.,13、用戶怎樣使用設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序？,用戶進(jìn)程或系統(tǒng)進(jìn)程調(diào)用調(diào)用只為各類設(shè)備設(shè)置相應(yīng)的設(shè)備處理程序（模塊）。,14、UNIX系統(tǒng)中將設(shè)備分為塊設(shè)備和字符設(shè)備，它們各有什么特點(diǎn)？,字符型設(shè)備：以字符為單位進(jìn)行輸入、輸出的設(shè)備。每輸入或輸出一個(gè)字符就要中斷一次主機(jī)CPU請(qǐng)求進(jìn)行處理，所以又