aupOS_20_設(shè)備管理與IO.ppt

1、 2021-4-222 內(nèi)容綱要 中斷 IO緩沖 設(shè)備分配 2021-4-223 中斷的概念 中斷源 引起中斷發(fā)生的事件 中斷請(qǐng)求 中斷源向CPU發(fā)出的請(qǐng)求中斷處理信號(hào) 中斷響應(yīng) CPU收到中斷請(qǐng)求后，轉(zhuǎn)去執(zhí)行相應(yīng)的中斷處理程序 中斷優(yōu)先級(jí) 為使系統(tǒng)能及時(shí)響應(yīng)并處理發(fā)生的所有中斷，系統(tǒng)根 據(jù)引起中斷事件的重要性和緊迫程度，硬件將中斷源 分為若干個(gè)級(jí)別 2021-4-224 中斷的分類 根據(jù)中斷源產(chǎn)生的條件，可把中斷分為 外中斷和內(nèi)中斷。 外中斷是指來自外部設(shè)備的中斷，外中斷 在狹義上一般被稱為中斷。 內(nèi)中斷主要指在處理機(jī)和內(nèi)存內(nèi)部產(chǎn)生的 中斷。內(nèi)中斷一般稱為陷阱(trap)。 2021-4-2

2、25 中斷和陷阱的區(qū)別 陷阱通常由處理機(jī)正在執(zhí)行的現(xiàn)行指令引起，而 中斷則是由與現(xiàn)行指令無關(guān)的中斷源引起的。 陷阱處理程序提供的服務(wù)為當(dāng)前進(jìn)程所用，而中 斷處理程序提供的服務(wù)則不是為了當(dāng)前進(jìn)程的。 CPU在執(zhí)行完一條指令之后，下一條指令開始之 前響應(yīng)中斷，而陷阱則可能是在指令執(zhí)行期間發(fā) 生并被處理。 例如執(zhí)行指令非法時(shí)，盡管被執(zhí)行的非法指令不能執(zhí) 行結(jié)束，但CPU仍可對(duì)其進(jìn)行處理。 陷阱處理程序通常被規(guī)定在各自的進(jìn)程上下文中 執(zhí)行，而中斷處理程序則一定在系統(tǒng)上下文中執(zhí) 行。 2021-4-226 軟中斷 軟中斷則是通信進(jìn)程之間用來模擬硬中斷 的一種信號(hào)通信方式。 其中斷源發(fā)中斷請(qǐng)求或軟中斷信號(hào)

3、后，CPU或 接收進(jìn)程在適當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)自動(dòng)進(jìn)行中斷處理或完 成軟中斷信號(hào)所對(duì)應(yīng)的功能。 在有些系統(tǒng)中，大部分的陷阱是轉(zhuǎn)化為軟中斷 處理的。 2021-4-227 軟中斷 特點(diǎn) 其優(yōu)先級(jí)一般低于系統(tǒng)調(diào)度程序的優(yōu)先級(jí)，可以 用來執(zhí)行不十分緊急的任務(wù) 用于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)調(diào)用、調(diào)試等工作 實(shí)例 除法溢出（/0） int指令 單步調(diào)試中斷(CPU的狀態(tài)寄存器的某位置1的時(shí)候， 每條指令執(zhí)行后都會(huì)產(chǎn)生一個(gè)調(diào)試中斷) 2021-4-228 INTEL i386的中斷向量 0 31 : 不可屏蔽中斷 32 47: 可屏蔽中斷 48 255 : 軟中斷 Linux采用0 x80作為系統(tǒng)調(diào)用所采用的 中斷向量，用于陷入核心

4、態(tài)，進(jìn)行核心 處理 2021-4-229 中斷處理過程 CPU檢查響應(yīng)中斷的條件是否滿足。CPU響應(yīng)中斷的條件是: 有來自于中斷源的中斷請(qǐng)求、CPU允許中斷。 如果CPU響應(yīng)中斷，則CPU關(guān)中斷，使其進(jìn)入不可再次響應(yīng) 中斷的狀態(tài)。 保存被中斷進(jìn)程現(xiàn)場(chǎng)。 分析中斷原因，調(diào)用中斷處理子程序。在多個(gè)中斷請(qǐng)求同時(shí) 發(fā)生時(shí)，處理優(yōu)先級(jí)最高的。 執(zhí)行中斷處理子程序。對(duì)陷阱來說，在有些系統(tǒng)中則是通過 陷阱指令向當(dāng)前執(zhí)行進(jìn)程發(fā)軟中斷信號(hào)后調(diào)用對(duì)應(yīng)的處理子程 序執(zhí)行。 退出中斷，恢復(fù)被中斷進(jìn)程的現(xiàn)場(chǎng)或調(diào)度新進(jìn)程占據(jù)處理機(jī)。 開中斷，CPU繼續(xù)執(zhí)行。 2021-4-2210 內(nèi)容綱要 中斷 IO緩沖 設(shè)備分配 2

5、021-4-2211 緩沖的引入緩沖的引入 需設(shè)置緩沖區(qū)緩解與外設(shè)速度不匹配需設(shè)置緩沖區(qū)緩解與外設(shè)速度不匹配。 引入緩沖的必要性引入緩沖的必要性 引入緩沖的一個(gè)例子是網(wǎng)絡(luò)通信：如果從遠(yuǎn)地終端 發(fā)來數(shù)據(jù)(串行)僅用1個(gè)bit緩沖來接收，則必須在 每收到一位數(shù)據(jù)時(shí)便中斷CPU一次。對(duì)于速率為 9.6 kb/s 數(shù)據(jù)通信來說，意味著中斷CPU的頻率也 為9.6k次。 2021-4-2212 1bit/100s 8位緩沖 中斷通知CPU CPU響應(yīng)取走處理 （800s內(nèi)） 1bit/100s 1位緩沖 中斷通知CPU CPU響應(yīng)取走處理（100s內(nèi)） 端口 (1位緩沖) (8位緩沖) 緩沖的引入緩沖的

6、引入 寄存器 2021-4-2213 u 進(jìn)程讀取數(shù)據(jù)塊時(shí)，若已在緩沖區(qū)就立刻讀取， 不阻塞進(jìn)程。當(dāng)緩沖區(qū)空時(shí)才阻塞進(jìn)程，啟動(dòng)磁 帶或磁盤數(shù)據(jù)塊讀入，這就是所謂的提前讀提前讀。 u 當(dāng)進(jìn)程輸出數(shù)據(jù)塊到磁帶或磁盤時(shí)，只需寫入 緩沖區(qū)，直到緩沖區(qū)滿之后才開始啟動(dòng)磁帶或磁 盤。既減少了輸出操作和中斷次數(shù)，又提高了傳 輸速度。利用緩沖區(qū)實(shí)現(xiàn)的這種功能就稱為延遲延遲 寫寫。 引入緩沖技術(shù)，系統(tǒng)對(duì)設(shè)備讀寫可實(shí)行“提前讀” 和“延遲寫”方式。 緩沖的引入緩沖的引入 引入緩沖的必要性引入緩沖的必要性 2021-4-2214 凡是數(shù)據(jù)到達(dá)速率與數(shù)據(jù)離去速率不同的地方都可凡是數(shù)據(jù)到達(dá)速率與數(shù)據(jù)離去速率不同的地方都

7、可 以設(shè)置緩沖區(qū)以設(shè)置緩沖區(qū)。 根據(jù)I/O控制方式，緩沖的實(shí)現(xiàn)方法有兩種； 一種是采用專用硬件緩沖器硬件緩沖器，例如I/O設(shè)備，或 控制器中的數(shù)據(jù)緩沖寄存器。 另一種方法是利用系統(tǒng)內(nèi)存空間和軟件方法系統(tǒng)內(nèi)存空間和軟件方法實(shí)現(xiàn) 的緩沖技術(shù)，也稱軟件緩沖。 主要討論利用內(nèi)存和軟件實(shí)現(xiàn)的緩沖技術(shù)。主要討論利用內(nèi)存和軟件實(shí)現(xiàn)的緩沖技術(shù)。 緩沖的引入緩沖的引入 引入緩沖的必要性引入緩沖的必要性 2021-4-2215 緩沖的種類緩沖的種類 緩沖技術(shù)是利用空間來換取時(shí)間緩沖技術(shù)是利用空間來換取時(shí)間，加快系統(tǒng)I/O數(shù) 據(jù)處理速度。緩沖區(qū)的設(shè)置也根據(jù)設(shè)備的類型有關(guān) 塊設(shè)備的緩沖區(qū)的大小應(yīng)為塊的大小； 字符設(shè)備

8、的緩沖區(qū)大小一般以一行大小設(shè)置。 根據(jù)系統(tǒng)不同配置，一般可把緩沖技術(shù)分為單 緩沖、雙緩沖和多緩沖以及緩沖池幾種。 緩沖的引入緩沖的引入 2021-4-2216 操作系統(tǒng)用戶進(jìn)程 I/O設(shè)備 進(jìn)入 進(jìn)入移動(dòng)到 （a）無緩沖）無緩沖 （b）單緩沖）單緩沖 （c）雙緩沖）雙緩沖 I/O設(shè)備 I/O設(shè)備 進(jìn)入移動(dòng)到 （d）循環(huán)緩沖）循環(huán)緩沖 I/O設(shè)備 進(jìn)入移動(dòng)到 緩沖的種類緩沖的種類 2021-4-2217 單緩沖單緩沖 以塊傳輸塊傳輸為例。 假定T 為從塊設(shè)備傳輸一塊到緩沖區(qū)的時(shí)間， 對(duì)其進(jìn)行計(jì)算(或加工)時(shí)間為C。 n 無緩沖無緩沖；數(shù)據(jù)直接進(jìn)入用戶區(qū)，一塊處理時(shí)間顯 然為：T+C。 n 設(shè)置單

9、緩沖區(qū)設(shè)置單緩沖區(qū)；從緩沖區(qū)將數(shù)據(jù)傳送到用戶區(qū)時(shí) 間為 M ；處理一塊時(shí)間為：max ( T，C )+M。 假定，連續(xù)輸入 n 塊數(shù)據(jù)，且且T=C，不考慮最初輸最初輸 入和最后的計(jì)算入和最后的計(jì)算，中間任何一塊處理時(shí)間均為： T+M，或C+M。 2021-4-2218 用戶進(jìn)程 輸入時(shí)間T 移動(dòng)時(shí)間M 計(jì)算時(shí)間C 設(shè)備輸入設(shè)備輸入： 緩沖區(qū)： 拷貝到用戶區(qū)拷貝到用戶區(qū)： 用戶區(qū)數(shù)據(jù)： 用戶進(jìn)程計(jì)算用戶進(jìn)程計(jì)算： 空空滿滿 t T=CM 滿滿滿滿滿滿 空空 結(jié)束結(jié)束 對(duì)于TC，CT ? 單緩沖單緩沖 2021-4-2219 單緩沖下設(shè)備并行問題單緩沖下設(shè)備并行問題: 單緩沖屬于臨界資源單緩沖屬于

10、臨界資源，不允許多個(gè)進(jìn)程同時(shí)對(duì)一 個(gè)緩沖區(qū)操作，故設(shè)備之間不能達(dá)到并行操作設(shè)備之間不能達(dá)到并行操作。 進(jìn)一步說明:假定輸入到緩沖塊數(shù)據(jù)被立即打印 出去，此時(shí)C 為打印一個(gè)數(shù)據(jù)塊時(shí)間，并且仍假定 T=C，即輸入的速度=輸出的速度。這時(shí)輸入與輸 出是串行操作的，即輸入一個(gè)塊數(shù)據(jù)時(shí)，輸出等待， 反之亦然。為使設(shè)備之間能夠并行操作，為使設(shè)備之間能夠并行操作，就必須引 入雙緩沖雙緩沖。 單緩沖單緩沖 2021-4-2220 雙緩沖雙緩沖 解決兩臺(tái)外設(shè)之間，臺(tái)外設(shè)之間，I/O與計(jì)算之間并行操作與計(jì)算之間并行操作問題 是設(shè)置雙緩沖。 假定輸入輸出設(shè)備速度相同都需T 時(shí)間，如下圖。 緩沖區(qū)1： 緩沖區(qū)2： 設(shè)

11、備輸入 設(shè)備輸出 輸入數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù) 輸出數(shù)據(jù)輸出數(shù)據(jù) 輸入數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù) t 輸入數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù) 輸出數(shù)據(jù)輸出數(shù)據(jù) T CPU在計(jì)算時(shí)，輸入設(shè)備也可以進(jìn)行輸入； CPU將輸入到一個(gè)緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)取走的同時(shí)，輸入設(shè)備可向 另一個(gè)緩沖區(qū)輸入數(shù)據(jù)。 2021-4-2221 雙緩沖分析雙緩沖分析： 雙緩沖只是說明設(shè)備之間、CPU和設(shè)備并行操作簡(jiǎn) 單模型，不能用于實(shí)際并行操作，有兩個(gè)原因： n 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中外圍設(shè)備較多，各設(shè)備差異很大， 雙緩沖下設(shè)備間完全并行操作很難實(shí)現(xiàn)，可存在 并行，但很不完全。 n CPU速度遠(yuǎn)高于外設(shè)，尤其出現(xiàn)陣發(fā)性尤其出現(xiàn)陣發(fā)性I/O操操 作，使得作，使得CPU與設(shè)備間并行難以實(shí)現(xiàn)與

12、設(shè)備間并行難以實(shí)現(xiàn)，因而,雙 緩沖情況下匹配設(shè)備和CPU速度受到制約。 n現(xiàn)代系統(tǒng)中一般使用多緩沖的循環(huán)緩沖或緩沖 池結(jié)構(gòu)。 雙緩沖雙緩沖 2021-4-2222 循環(huán)緩沖循環(huán)緩沖 n雙緩沖在并行時(shí)由于各自推進(jìn)速度的差異使得并 行受到很大限制； n可利用多緩沖來平滑平滑計(jì)算與輸入輸出設(shè)備、輸入 設(shè)備與輸出設(shè)備并行雙方之間的數(shù)據(jù)流； n多緩沖通常組織成循環(huán)緩沖的形式。 通常多個(gè)緩沖的大小相同。 多緩沖組成多緩沖組成 I/O設(shè)備 進(jìn)入移動(dòng)到 2021-4-2223 E E C F F F Next-E Next-F Current-F 1 2 3 4 5 6 E E F F F F Next-E

13、Next-F 1 2 3 4 5 6 (a) (b) 對(duì)用于輸入的多緩沖分成三種類型，并有三個(gè)指針： 空緩沖區(qū)E：Next-E 指示進(jìn)程下一個(gè)可用緩沖區(qū)E 滿緩沖區(qū) F：Next-F 指示進(jìn)程下一個(gè)可用緩沖區(qū)F 工作緩沖區(qū) C：Current指示進(jìn)程正在使用緩沖區(qū) 循環(huán)緩沖循環(huán)緩沖 E空空 F滿滿 進(jìn)程可利用申請(qǐng)和釋放兩個(gè)過程使用循環(huán)緩沖區(qū) 申請(qǐng)一個(gè)緩沖區(qū)：對(duì)于計(jì)算進(jìn)程，申請(qǐng)由Next-F指示緩沖區(qū)F供計(jì)算使用提取數(shù) 據(jù)(復(fù)制到進(jìn)程區(qū))，且作為當(dāng)前工作緩沖區(qū)，Next-F指針后移一個(gè)緩沖區(qū)。同 理對(duì)于輸入進(jìn)程是將當(dāng)前Next-E作為工作緩沖區(qū)，Next-E指針后移一個(gè)緩沖區(qū)。 釋放一個(gè)緩沖區(qū)：

14、對(duì)于計(jì)算進(jìn)程，釋放已提取完數(shù)據(jù)緩沖區(qū)(由C改成E)。對(duì)于 輸入進(jìn)程來說，已向當(dāng)前空緩沖區(qū)輸入完數(shù)據(jù)，應(yīng)釋放并將其改成緩沖區(qū)F。 輸入與計(jì)算并行操作中，應(yīng)考慮兩種同步情況： Next-E追上Next-F：意味輸入進(jìn)程輸入數(shù)據(jù)速度大于計(jì)算進(jìn)程處理數(shù)據(jù)速度， 已將全部緩沖區(qū)裝滿。這時(shí)阻塞輸入進(jìn)程，這種情況稱為系統(tǒng)受計(jì)算限制。 Next-F追上Next-E：計(jì)算進(jìn)程處理數(shù)據(jù)的速度大于輸入進(jìn)程的速度。這種情況 稱為系統(tǒng)受輸入限制。 并行的一方速度超出了另一方不斷工作所能完成的總量(緩沖區(qū)全滿)，多緩沖的 作用也就消失了。 2021-4-2224 緩沖池緩沖池 面向字符/塊設(shè)備緩沖區(qū)都可以有兩種屬性兩種屬

15、性： n 私用緩沖區(qū)私用緩沖區(qū)(專用緩沖區(qū))：前面介紹的循環(huán)緩沖就循環(huán)緩沖就 是針對(duì)某一特定設(shè)備的是針對(duì)某一特定設(shè)備的，會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的問題： 有大量I/O操作進(jìn)程因分配緩沖區(qū)不足造成阻塞。 進(jìn)程無I/O請(qǐng)求使得所分配緩沖區(qū)資源浪費(fèi)。 n 公用緩沖區(qū)公用緩沖區(qū)，為所有進(jìn)程所共享為所有進(jìn)程所共享，即當(dāng)進(jìn)程需要 進(jìn)行I/O時(shí)，需要向系統(tǒng)申請(qǐng)一個(gè)緩沖，系統(tǒng)就在 屬于公共的緩沖區(qū)中進(jìn)行分配，造成按需分配的管按需分配的管 理方式，理方式，需建立緩沖池管理。 因此，為了提高緩沖區(qū)的利用率，通常不將緩沖區(qū)與某一具體設(shè)備固定的聯(lián)系 在一起，而是將所有的緩沖區(qū)集中管理。 2021-4-2225 緩沖池的組織緩沖池的

16、組織 緩沖池由多個(gè)緩沖區(qū)組成，每個(gè)都可以用于輸入/ 輸出，可以分為三種類型隊(duì)列： n 空緩沖隊(duì)列空緩沖隊(duì)列emq；隊(duì)首指針F(emq)，隊(duì)尾指針 L(emq)。 n 滿輸入數(shù)據(jù)的輸入緩沖隊(duì)列滿輸入數(shù)據(jù)的輸入緩沖隊(duì)列inq，隊(duì)首指針F(inq)， 隊(duì)尾指針L(inq)。 n 滿輸出數(shù)據(jù)的輸出緩沖隊(duì)列滿輸出數(shù)據(jù)的輸出緩沖隊(duì)列outq，隊(duì)首指針 F(outq)，隊(duì)尾指針L(outq)。 緩沖池緩沖池 F(emq) 空緩沖空緩沖1空緩沖空緩沖2空緩沖空緩沖e L(emq) F(inq) 輸入滿輸入滿1輸入滿輸入滿2輸入滿輸入滿i L(inq) F(outq) 輸出滿輸出滿1輸出滿輸出滿2輸出滿輸出滿o

17、 L(outq) 緩沖區(qū)的組織緩沖區(qū)的組織 緩沖首部：用來標(biāo)識(shí)該緩沖區(qū)和用于管理； 緩沖體：用來存放數(shù)據(jù)。 2021-4-2226 進(jìn)程從三種隊(duì)列中申請(qǐng)和取出緩沖區(qū)，進(jìn)行存數(shù)、 取數(shù)操作，然后再放入相應(yīng)隊(duì)列。這些緩沖區(qū)被稱 為工作緩沖區(qū)工作緩沖區(qū)，有4種工作緩沖區(qū)： n 用于收容設(shè)備輸入數(shù)據(jù)的收容輸入緩沖區(qū)hin; n 用于提取設(shè)備輸入數(shù)據(jù)的提取輸入緩沖區(qū)sin; n 用于收容CPU輸出數(shù)據(jù)的收容輸出緩沖區(qū)hout; n 用于提取CPU輸出數(shù)據(jù)的提取輸出緩沖區(qū)sout。 緩沖池緩沖池 緩沖池的組織緩沖池的組織 緩沖區(qū)緩沖區(qū)i hin 緩沖區(qū)緩沖區(qū)j 緩沖區(qū)緩沖區(qū)k緩沖區(qū)緩沖區(qū)m sout si

18、n hout 提取輸入 收容輸出 CPU 收容輸入 輸入機(jī)輸入機(jī) 提取輸出 輸出機(jī)輸出機(jī) 緩沖池 2021-4-2227 緩沖池管理緩沖池管理 注意注意：由于緩沖隊(duì)列是系統(tǒng)內(nèi)各進(jìn)程所公用的資源， 是臨界資源是臨界資源，在多個(gè)進(jìn)程訪問一個(gè)隊(duì)列時(shí)應(yīng)該互斥，在多個(gè)進(jìn)程訪問一個(gè)隊(duì)列時(shí)應(yīng)該互斥， 同時(shí)也需要同步同時(shí)也需要同步。這是生產(chǎn)者與消費(fèi)者問題的變形。 為每個(gè)隊(duì)列設(shè)置一個(gè)互斥信號(hào)量S(type)，初值為1； 隊(duì)列緩沖區(qū)資源信號(hào)量RS(type)；空緩沖區(qū)、輸入 滿和輸出滿三個(gè)隊(duì)列初值分別為n、0、0。下面給 出過程get_buf和put_buf的描述。 get_buf：供進(jìn)程申請(qǐng)緩沖區(qū)用的過程（或者

19、操作）； put_buf：供進(jìn)程將緩沖區(qū)放入相應(yīng)緩沖區(qū)隊(duì)列的過程（或 操作）。 2021-4-2228 其中； type 表示緩沖隊(duì)列類型 number為緩沖區(qū)號(hào) work_buf 則表示工作緩沖 區(qū)類型(實(shí)際也對(duì)應(yīng)一個(gè)緩 沖區(qū)號(hào)) 過程過程get_buf和和put_buf的描述的描述 2021-4-2229 F(emq)L(emq) 進(jìn)程請(qǐng)求輸入時(shí)，緩沖池中緩沖區(qū)變化 空緩 沖2 空緩 沖e F(inq) L(inq) 輸入 緩沖2 輸入 緩沖1 輸入 緩沖i 收容輸入 輸入機(jī) hin 注注:各隊(duì)列各隊(duì)列1,2為相對(duì)編號(hào)為相對(duì)編號(hào) 進(jìn)程請(qǐng)求 輸入數(shù)據(jù) number=k 空緩 沖1 空緩 沖1

20、 結(jié)束結(jié)束 輸入 緩沖k 緩沖區(qū)工作方式緩沖區(qū)工作方式 2021-4-2230 內(nèi)容綱要 中斷 IO緩沖 設(shè)備分配 2021-4-2231 設(shè)備分配 由于設(shè)備、控制器和通道資源的有限性，不是每 一個(gè)進(jìn)程隨時(shí)隨地都能得到這些資源； 進(jìn)程必須首先向設(shè)備管理程序提出資源申請(qǐng)； 然后，由設(shè)備分配程序根據(jù)相應(yīng)的分配算法為進(jìn) 程分配資源； 如果申請(qǐng)進(jìn)程得不到它所申請(qǐng)的資源時(shí)，將被放 入資源等待隊(duì)列中等待，直到所需要的資源被釋 放。 一個(gè)進(jìn)程只有獲得了通道、控制器和所需設(shè)備三 者之后，才具備進(jìn)行I/O操作的物理?xiàng)l件。 2021-4-2232 設(shè)備分配中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)備分配中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 系統(tǒng)設(shè)備表（系統(tǒng)設(shè)備表（

21、SDT ） SDT整個(gè)系統(tǒng)一張，每個(gè)設(shè)備一個(gè)表目。 設(shè)備控制表（設(shè)備控制表（DCT） 系統(tǒng)中每個(gè)設(shè)備都有一張DCT（由SDT指向）。 控制器控制表（控制器控制表（COCT） COCT也是每個(gè)控制器一張表 (在DMA方式時(shí)，這 項(xiàng)是沒有的)，有些表項(xiàng)的含義與DCT相類似。 通道控制表（通道控制表（CHCT） 每個(gè)通道一張表，可以掛接多個(gè)控制器。 2021-4-2233 表目表目1 表目表目i 設(shè)備類型 設(shè)備標(biāo)識(shí) DCT指針指針 設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序入口 設(shè)備類型 設(shè)備標(biāo)識(shí) 設(shè)備忙/閑標(biāo)志 重復(fù)執(zhí)行次數(shù)/時(shí)間 COCT指針指針 獲得設(shè)備的進(jìn)程號(hào) 設(shè)備等待隊(duì)列首指針 設(shè)備等待隊(duì)列尾指針 系統(tǒng)設(shè)備表 （SDT

22、） 設(shè)備控制表（DCT） 通道標(biāo)識(shí) 通道忙/閑標(biāo)志 與通道連接的控制器表首址與通道連接的控制器表首址 通道等待隊(duì)列首指針 通道等待隊(duì)列尾指針 控制器標(biāo)識(shí) 控制器忙/閑標(biāo)志 CHCT指針指針 控制器等待隊(duì)列首指針 控制器等待隊(duì)列尾指針 通 道 控 制 表 （CHCT） 控制器控制表 （COCT） 設(shè)備分配中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)備分配中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 2021-4-2234 設(shè)備分配需要考慮的因素 在多道程序環(huán)境下，系統(tǒng)資源總是由操作系統(tǒng)進(jìn) 行分配的，以使得系統(tǒng)有序的工作。 合理的設(shè)備分配需要考慮3個(gè)因素： I/O設(shè)備的固有屬性 物理特性獨(dú)占（打印機(jī)）；共享（磁盤） 分配算法 類似于進(jìn)程調(diào)度算法 設(shè)備分配的安全性，分配時(shí)應(yīng)考慮是否會(huì)發(fā)生死鎖， 同時(shí)避免各進(jìn)程循環(huán)等待現(xiàn)象的發(fā)生 安全分配方式 進(jìn)程發(fā)出I/O申請(qǐng)便進(jìn)入阻塞狀態(tài)直至I/O完成被喚醒（請(qǐng)求與 保持不成立） 不安全分配方式 申請(qǐng)I/O之后可繼續(xù)執(zhí)行