第5章設(shè)備管理(1)

1、第第5章章 設(shè)備管理設(shè)備管理第第5章章 設(shè)備管理設(shè)備管理 5.0 本章學(xué)習(xí)目標(biāo)本章學(xué)習(xí)目標(biāo) 5.1 概述概述 5.2 數(shù)據(jù)傳送控制方式數(shù)據(jù)傳送控制方式 5.3 緩沖技術(shù)緩沖技術(shù) 5.4 設(shè)備分配技術(shù)設(shè)備分配技術(shù) 5.5 I/O進(jìn)程控制進(jìn)程控制 開開 始始第第5章章 設(shè)備管理設(shè)備管理本章學(xué)習(xí)目標(biāo)本章學(xué)習(xí)目標(biāo) l l 數(shù)據(jù)傳送的數(shù)據(jù)傳送的4種方式：程序直接控制方式、種方式：程序直接控制方式、中斷控制方式、中斷控制方式、DMA方式及通道控制方式方式及通道控制方式l l 緩沖技術(shù)的概念及緩沖技術(shù)的概念及4種常見的緩沖技術(shù)：?jiǎn)畏N常見的緩沖技術(shù)：?jiǎn)尉彌_、雙緩沖、環(huán)形緩沖及緩沖池緩沖、雙緩沖、環(huán)形緩沖及緩沖

2、池l l 設(shè)備分配的概念及設(shè)備分配的概念及3種設(shè)備分配技術(shù)：獨(dú)享種設(shè)備分配技術(shù)：獨(dú)享分配、共享分配及虛擬分配分配、共享分配及虛擬分配l l I/O進(jìn)程控制進(jìn)程控制返回本章首頁返回本章首頁第第5章章 設(shè)備管理設(shè)備管理5.1 概述概述 5.1.1 設(shè)備類型設(shè)備類型 5.1.2 設(shè)備管理的任務(wù)和功能設(shè)備管理的任務(wù)和功能5.1.3 設(shè)備控制塊（設(shè)備控制塊（DCB） 返回本章首頁返回本章首頁第第5章章 設(shè)備管理設(shè)備管理5.1.1 設(shè)備類型設(shè)備類型 1按操作特性分類按操作特性分類按這種方法可把外部設(shè)備分為存儲(chǔ)設(shè)備和輸入按這種方法可把外部設(shè)備分為存儲(chǔ)設(shè)備和輸入/輸出（輸出（I/O）設(shè)備。設(shè)備。 2按傳輸?shù)男?/p>

3、息特點(diǎn)分類按傳輸?shù)男畔⑻攸c(diǎn)分類按這種方法可將外部設(shè)備分為字符設(shè)備和塊設(shè)備。按這種方法可將外部設(shè)備分為字符設(shè)備和塊設(shè)備。 3按系統(tǒng)和用戶的觀點(diǎn)分類按系統(tǒng)和用戶的觀點(diǎn)分類按這種觀點(diǎn)可將外部設(shè)備分為系統(tǒng)設(shè)備和用戶設(shè)按這種觀點(diǎn)可將外部設(shè)備分為系統(tǒng)設(shè)備和用戶設(shè)備兩種。備兩種。 返回本節(jié)返回本節(jié)第第5章章 設(shè)備管理設(shè)備管理5.1.2 設(shè)備管理的任務(wù)和功能設(shè)備管理的任務(wù)和功能1設(shè)備管理的任務(wù)設(shè)備管理的任務(wù) 提高設(shè)備的利用率 設(shè)備獨(dú)立性字符編碼的獨(dú)立性設(shè)備處理的一致性下一頁下一頁第第5章章 設(shè)備管理設(shè)備管理2設(shè)備管理的功能設(shè)備管理的功能（1）監(jiān)視系統(tǒng)中所有設(shè)備的狀態(tài)。）監(jiān)視系統(tǒng)中所有設(shè)備的狀態(tài)。（2）設(shè)備分配

4、。）設(shè)備分配。（3）設(shè)備控制是設(shè)備管理的另一功能，它）設(shè)備控制是設(shè)備管理的另一功能，它包括設(shè)備驅(qū)動(dòng)和設(shè)備中斷處理，具體的工包括設(shè)備驅(qū)動(dòng)和設(shè)備中斷處理，具體的工作過程是在設(shè)備處理的程序中發(fā)出驅(qū)動(dòng)某作過程是在設(shè)備處理的程序中發(fā)出驅(qū)動(dòng)某設(shè)備工作的設(shè)備工作的I/O指令后，再執(zhí)行相應(yīng)的中斷指令后，再執(zhí)行相應(yīng)的中斷處理。處理。返回本節(jié)返回本節(jié)第第5章章 設(shè)備管理設(shè)備管理 5.1.3 設(shè)備控制塊（設(shè)備控制塊（DCB） 1DCB結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)（1）設(shè)備名。它是設(shè)備的系統(tǒng)名，即設(shè)備的物）設(shè)備名。它是設(shè)備的系統(tǒng)名，即設(shè)備的物理名。理名。（2）設(shè)備屬性。它描述設(shè)備的特性和類型。）設(shè)備屬性。它描述設(shè)備的特性和類型。（3）設(shè)

5、備狀態(tài)。它描述設(shè)備現(xiàn)行的狀態(tài)。）設(shè)備狀態(tài)。它描述設(shè)備現(xiàn)行的狀態(tài)。（4）設(shè)備的）設(shè)備的I/O總線地址。它反映現(xiàn)行設(shè)備在總線地址。它反映現(xiàn)行設(shè)備在I/O總線上的具體地址?？偩€上的具體地址。（5）等待列指針。它存放要求使用該設(shè)備的隊(duì)）等待列指針。它存放要求使用該設(shè)備的隊(duì)列的首指針。列的首指針。下一頁下一頁第第5章章 設(shè)備管理設(shè)備管理下一頁下一頁第第5章章 設(shè)備管理設(shè)備管理2設(shè)備轉(zhuǎn)換表對(duì)設(shè)備的請(qǐng)求最終要轉(zhuǎn)換成對(duì)設(shè)備的對(duì)設(shè)備的請(qǐng)求最終要轉(zhuǎn)換成對(duì)設(shè)備的I/O操操作，系統(tǒng)可以通過操作碼檢索作，系統(tǒng)可以通過操作碼檢索“設(shè)備轉(zhuǎn)換設(shè)備轉(zhuǎn)換表表”找到相應(yīng)的設(shè)備地址。該轉(zhuǎn)換表包含找到相應(yīng)的設(shè)備地址。該轉(zhuǎn)換表包含設(shè)備特

6、定的設(shè)備特定的I/O例行程序地址，不具備相應(yīng)例行程序地址，不具備相應(yīng)操作的設(shè)備在其例行程序地址上要填操作的設(shè)備在其例行程序地址上要填“-1”。返回本節(jié)返回本節(jié)第第5章章 設(shè)備管理設(shè)備管理5.2 數(shù)據(jù)傳送控制方式數(shù)據(jù)傳送控制方式 5.2.1 程序直接控制方式程序直接控制方式 5.2.2 中斷控制方式中斷控制方式 5.2.3 DMA方式方式 5.2.4 通道控制方式通道控制方式 返回本章首頁返回本章首頁第第5章章 設(shè)備管理設(shè)備管理5.2.1 程序直接控制方式程序直接控制方式程序直接控制方式是指由程序直接控制內(nèi)程序直接控制方式是指由程序直接控制內(nèi)存或存或CPU和外圍設(shè)備之間進(jìn)行信息傳送的和外圍設(shè)備之

7、間進(jìn)行信息傳送的方式。通常又稱為方式。通常又稱為“忙忙等等”方式或循環(huán)方式或循環(huán)測(cè)試方式。測(cè)試方式。在數(shù)據(jù)傳送過程中，必不可少的一個(gè)硬件在數(shù)據(jù)傳送過程中，必不可少的一個(gè)硬件設(shè)備是設(shè)備是I/O控制器，它是操作系統(tǒng)軟件和硬控制器，它是操作系統(tǒng)軟件和硬件設(shè)備之間的接口，它接收件設(shè)備之間的接口，它接收CPU的命令，的命令，并控制并控制I/O設(shè)備進(jìn)行實(shí)際的操作。設(shè)備進(jìn)行實(shí)際的操作。下一頁下一頁第第5章章 設(shè)備管理設(shè)備管理下面講述程序直接控制方式的工作過程。由于數(shù)下面講述程序直接控制方式的工作過程。由于數(shù)據(jù)傳送過程中輸入和輸出的情況比較類似，下面據(jù)傳送過程中輸入和輸出的情況比較類似，下面只給出輸出數(shù)據(jù)時(shí)的

8、工作過程。只給出輸出數(shù)據(jù)時(shí)的工作過程。（1）把一個(gè)啟動(dòng)位為）把一個(gè)啟動(dòng)位為“1”的控制字寫入該設(shè)備的控制字寫入該設(shè)備的控制狀態(tài)寄存器。的控制狀態(tài)寄存器。（2）將需輸出數(shù)據(jù)送到數(shù)據(jù)緩沖寄存器。）將需輸出數(shù)據(jù)送到數(shù)據(jù)緩沖寄存器。（3）測(cè)試控制狀態(tài)寄存中的）測(cè)試控制狀態(tài)寄存中的“完成位完成位”，若為，若為0，轉(zhuǎn)（轉(zhuǎn)（2），否則轉(zhuǎn)（），否則轉(zhuǎn)（4）。）。（4）輸出設(shè)備將數(shù)據(jù)緩沖寄存器中的數(shù)據(jù)取走）輸出設(shè)備將數(shù)據(jù)緩沖寄存器中的數(shù)據(jù)取走進(jìn)行實(shí)際的輸出。進(jìn)行實(shí)際的輸出。返回本節(jié)返回本節(jié)第第5章章 設(shè)備管理設(shè)備管理 5.2.2 中斷控制方式中斷控制方式 （1）進(jìn)程需要數(shù)據(jù)時(shí)，將允許啟動(dòng)和允許中斷的控制字寫入設(shè)

9、備控）進(jìn)程需要數(shù)據(jù)時(shí)，將允許啟動(dòng)和允許中斷的控制字寫入設(shè)備控制狀態(tài)寄存器中，啟動(dòng)該設(shè)備進(jìn)行輸入操作。制狀態(tài)寄存器中，啟動(dòng)該設(shè)備進(jìn)行輸入操作。（2）該進(jìn)程放棄處理機(jī)，等待輸入的完成。操作系統(tǒng)進(jìn)程調(diào)度程序）該進(jìn)程放棄處理機(jī)，等待輸入的完成。操作系統(tǒng)進(jìn)程調(diào)度程序調(diào)度其他就緒進(jìn)程占用處理機(jī)。調(diào)度其他就緒進(jìn)程占用處理機(jī)。（3）當(dāng)輸入完成時(shí)，輸入設(shè)備通過中斷請(qǐng)求線向）當(dāng)輸入完成時(shí)，輸入設(shè)備通過中斷請(qǐng)求線向CPU發(fā)出中斷請(qǐng)求發(fā)出中斷請(qǐng)求信號(hào)。信號(hào)。CPU在接收到中斷信號(hào)之后，轉(zhuǎn)向中斷處理程序。在接收到中斷信號(hào)之后，轉(zhuǎn)向中斷處理程序。（4）中斷處理程序首先保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)，然后把輸入緩沖寄存器中的數(shù)據(jù)）中斷處理程序首

10、先保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)，然后把輸入緩沖寄存器中的數(shù)據(jù)傳送到某一特定單元中去，同時(shí)將等待輸入完成的那個(gè)進(jìn)程喚醒，傳送到某一特定單元中去，同時(shí)將等待輸入完成的那個(gè)進(jìn)程喚醒，進(jìn)入就緒狀態(tài)，最后恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)，并返回到被中斷的進(jìn)程繼續(xù)執(zhí)行。進(jìn)入就緒狀態(tài)，最后恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)，并返回到被中斷的進(jìn)程繼續(xù)執(zhí)行。（5）在以后的某一時(shí)刻，操作系統(tǒng)進(jìn)程調(diào)度程序選中提出的請(qǐng)求并）在以后的某一時(shí)刻，操作系統(tǒng)進(jìn)程調(diào)度程序選中提出的請(qǐng)求并得到獲取數(shù)據(jù)的進(jìn)程，該進(jìn)程從約定的內(nèi)存特定單元中取出數(shù)據(jù)繼得到獲取數(shù)據(jù)的進(jìn)程，該進(jìn)程從約定的內(nèi)存特定單元中取出數(shù)據(jù)繼續(xù)工作。續(xù)工作。返回本節(jié)返回本節(jié)第第5章章 設(shè)備管理設(shè)備管理5.2.3 DMA方式方式 DMA方

11、式又稱直接存儲(chǔ)器訪問（方式又稱直接存儲(chǔ)器訪問（Direct Memory Access）方式。其基本思想是在外設(shè)和主存之間開辟直接的數(shù)據(jù)方式。其基本思想是在外設(shè)和主存之間開辟直接的數(shù)據(jù)交換通路。交換通路。DMA方式的特點(diǎn)是：方式的特點(diǎn)是： （1）數(shù)據(jù)傳送的基本單位是數(shù)據(jù)塊。）數(shù)據(jù)傳送的基本單位是數(shù)據(jù)塊。 （2）所傳送的數(shù)據(jù)是從設(shè)備送內(nèi)存，或者相反。）所傳送的數(shù)據(jù)是從設(shè)備送內(nèi)存，或者相反。 （3）僅在傳送一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)塊的開始和結(jié)束時(shí)，才需）僅在傳送一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)塊的開始和結(jié)束時(shí)，才需中斷中斷CPU，請(qǐng)求干預(yù)，整塊數(shù)據(jù)的傳送是在請(qǐng)求干預(yù)，整塊數(shù)據(jù)的傳送是在DMA控制器控制器控制下完成的?？刂葡峦?/p>

12、成的。下一頁下一頁第第5章章 設(shè)備管理設(shè)備管理圖圖5.1 DMA控制器與其他部件的關(guān)系控制器與其他部件的關(guān)系返回本節(jié)返回本節(jié)第第5章章 設(shè)備管理設(shè)備管理5.2.4 通道控制方式通道控制方式 通道控制方式與DMA方式相類似，也是一種內(nèi)存和設(shè)備直接進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的方式。與DMA方式不同的是，在通道控制方式中，數(shù)據(jù)傳送方向存放數(shù)據(jù)的內(nèi)存始址及傳送的數(shù)據(jù)塊長度均由一個(gè)專門負(fù)責(zé)輸入/輸出的硬件通道來控制。另外，DMA方式每臺(tái)設(shè)備至少需要一個(gè)DMA控制器，而通道控制方式中，一個(gè)通道可控制多臺(tái)設(shè)備與內(nèi)存進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。 下一頁下一頁第第5章章 設(shè)備管理設(shè)備管理每條通道指令應(yīng)包含以下的內(nèi)容：每條通道指令應(yīng)包含以下

13、的內(nèi)容：（1）操作碼：它規(guī)定指令所執(zhí)行的操作，如讀、）操作碼：它規(guī)定指令所執(zhí)行的操作，如讀、寫等。寫等。（2）內(nèi)存地址：標(biāo)明數(shù)據(jù)傳送時(shí)內(nèi)存的首址。）內(nèi)存地址：標(biāo)明數(shù)據(jù)傳送時(shí)內(nèi)存的首址。（3）計(jì)數(shù)：表示傳送數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)。）計(jì)數(shù)：表示傳送數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)。（4）通道程序結(jié)束位）通道程序結(jié)束位R0，表示通道程序是否結(jié)表示通道程序是否結(jié)束。束。 （5）記錄結(jié)束標(biāo)志）記錄結(jié)束標(biāo)志R1，表示所處理的記錄是否表示所處理的記錄是否結(jié)束。結(jié)束。 下一頁下一頁第第5章章 設(shè)備管理設(shè)備管理下面給出一個(gè)由三條通道指令所構(gòu)成的簡(jiǎn)單下面給出一個(gè)由三條通道指令所構(gòu)成的簡(jiǎn)單程序。程序。該程序是將內(nèi)存中不同地址的數(shù)據(jù)寫成多個(gè)該程序

14、是將內(nèi)存中不同地址的數(shù)據(jù)寫成多個(gè)記錄。記錄。操作操作R0R1計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)內(nèi)存地內(nèi)存地址址WRITE00801420WRITE011702120下一頁下一頁第第5章章 設(shè)備管理設(shè)備管理圖圖5.2 通道方式的數(shù)據(jù)傳送結(jié)構(gòu)通道方式的數(shù)據(jù)傳送結(jié)構(gòu)下一頁下一頁第第5章章 設(shè)備管理設(shè)備管理通道控制方式的數(shù)據(jù)過程如下：通道控制方式的數(shù)據(jù)過程如下： （1）當(dāng)進(jìn)程要求設(shè)備輸入時(shí)，）當(dāng)進(jìn)程要求設(shè)備輸入時(shí)，CPU發(fā)指令指明發(fā)指令指明I/O操作、設(shè)備操作、設(shè)備號(hào)和對(duì)應(yīng)通道。號(hào)和對(duì)應(yīng)通道。（2）對(duì)應(yīng)通道收到）對(duì)應(yīng)通道收到CPU發(fā)來的啟動(dòng)指令后，讀出內(nèi)存中的通發(fā)來的啟動(dòng)指令后，讀出內(nèi)存中的通道指令程序、設(shè)置對(duì)應(yīng)設(shè)備的控制狀態(tài)

15、寄存器的初值。道指令程序、設(shè)置對(duì)應(yīng)設(shè)備的控制狀態(tài)寄存器的初值。（3）設(shè)備按通道指令的要求，把數(shù)據(jù)送往內(nèi)存指定區(qū)域。）設(shè)備按通道指令的要求，把數(shù)據(jù)送往內(nèi)存指定區(qū)域。（4）若傳送結(jié)束，）若傳送結(jié)束，I/O控制器通過中斷請(qǐng)求線發(fā)中斷信號(hào)請(qǐng)求控制器通過中斷請(qǐng)求線發(fā)中斷信號(hào)請(qǐng)求CPU做中斷處理。做中斷處理。（5）中斷處理結(jié)束后，）中斷處理結(jié)束后，CPU返回到被中斷進(jìn)程處繼續(xù)執(zhí)行。返回到被中斷進(jìn)程處繼續(xù)執(zhí)行。（6）當(dāng)進(jìn)程調(diào)度程序選中這個(gè)已得到數(shù)據(jù)的進(jìn)程后，才能進(jìn)）當(dāng)進(jìn)程調(diào)度程序選中這個(gè)已得到數(shù)據(jù)的進(jìn)程后，才能進(jìn)行加工處理。行加工處理。返回本節(jié)返回本節(jié)第第5章章 設(shè)備管理設(shè)備管理5.3 緩沖技術(shù)緩沖技術(shù) 5

16、.3.1 5.3.1 緩沖的引入緩沖的引入5.3.2 5.3.2 單緩沖單緩沖 5.3.3 5.3.3 雙緩沖雙緩沖 5.3.4 5.3.4 環(huán)形緩沖環(huán)形緩沖5.3.5 5.3.5 緩沖池緩沖池返回本章首頁返回本章首頁第第5章章 設(shè)備管理設(shè)備管理5.3.1 緩沖的引入緩沖的引入引入緩沖的主要目的有以下幾點(diǎn)。引入緩沖的主要目的有以下幾點(diǎn)。1緩和處理機(jī)和緩和處理機(jī)和I/O設(shè)備間速度不匹配的矛盾設(shè)備間速度不匹配的矛盾2減少對(duì)減少對(duì)CPU的中斷次數(shù)的中斷次數(shù)3提高提高CPU和和I/O設(shè)備之間的并行性設(shè)備之間的并行性返回本節(jié)返回本節(jié)第第5章章 設(shè)備管理設(shè)備管理 5.3.2 單緩沖單緩沖 單緩沖是操作系統(tǒng)

17、提供的最簡(jiǎn)單單緩沖是操作系統(tǒng)提供的最簡(jiǎn)單的一種緩沖形式。每當(dāng)一個(gè)進(jìn)程的一種緩沖形式。每當(dāng)一個(gè)進(jìn)程發(fā)出一個(gè)發(fā)出一個(gè)I/O請(qǐng)求時(shí)，操作系統(tǒng)便請(qǐng)求時(shí)，操作系統(tǒng)便在主存中為之分配一緩沖區(qū)，該在主存中為之分配一緩沖區(qū)，該緩沖區(qū)用來臨時(shí)存放輸入緩沖區(qū)用來臨時(shí)存放輸入/輸出數(shù)輸出數(shù)據(jù)。據(jù)。返回本節(jié)返回本節(jié)第第5章章 設(shè)備管理設(shè)備管理5.3.3 雙緩沖雙緩沖 解決外設(shè)之間并行工作的最簡(jiǎn)單的辦法是設(shè)置雙解決外設(shè)之間并行工作的最簡(jiǎn)單的辦法是設(shè)置雙緩沖。在雙緩沖方案中，具體的做法是為輸入或緩沖。在雙緩沖方案中，具體的做法是為輸入或輸出操作設(shè)置兩個(gè)緩沖區(qū)輸出操作設(shè)置兩個(gè)緩沖區(qū)buffer1和和buffer2。雙緩沖方

18、式和單緩沖方式相比，雖然雙緩沖方式雙緩沖方式和單緩沖方式相比，雖然雙緩沖方式能進(jìn)一步提高能進(jìn)一步提高CPU和外設(shè)的并行程度，并能使輸和外設(shè)的并行程度，并能使輸入設(shè)備和輸出設(shè)備并行工作，但是在實(shí)際系統(tǒng)中入設(shè)備和輸出設(shè)備并行工作，但是在實(shí)際系統(tǒng)中很少采用這一方式，這是因?yàn)樵谟?jì)算機(jī)系統(tǒng)中的很少采用這一方式，這是因?yàn)樵谟?jì)算機(jī)系統(tǒng)中的外設(shè)很多，又有大量的輸入和輸出，同時(shí)雙緩沖外設(shè)很多，又有大量的輸入和輸出，同時(shí)雙緩沖很難匹配設(shè)備和很難匹配設(shè)備和CPU的處理速度。因此現(xiàn)代計(jì)算的處理速度。因此現(xiàn)代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中一般使用環(huán)形緩沖或緩沖池結(jié)構(gòu)。機(jī)系統(tǒng)中一般使用環(huán)形緩沖或緩沖池結(jié)構(gòu)。返回本節(jié)返回本節(jié)第第5章章 設(shè)備

19、管理設(shè)備管理5.3.4 環(huán)形緩沖環(huán)形緩沖環(huán)形緩沖技術(shù)是在主存中分配一組大小相等的存環(huán)形緩沖技術(shù)是在主存中分配一組大小相等的存儲(chǔ)區(qū)作為緩沖區(qū)，并將這些緩沖區(qū)鏈接起來，每儲(chǔ)區(qū)作為緩沖區(qū)，并將這些緩沖區(qū)鏈接起來，每個(gè)緩沖區(qū)中有一個(gè)指向下一個(gè)緩沖的指針，最后個(gè)緩沖區(qū)中有一個(gè)指向下一個(gè)緩沖的指針，最后一個(gè)緩沖區(qū)的指針指向第一個(gè)緩沖區(qū)，這樣一個(gè)緩沖區(qū)的指針指向第一個(gè)緩沖區(qū)，這樣n個(gè)個(gè)緩沖區(qū)就成了一個(gè)環(huán)形。此外，系統(tǒng)中有個(gè)緩沖緩沖區(qū)就成了一個(gè)環(huán)形。此外，系統(tǒng)中有個(gè)緩沖區(qū)鏈?zhǔn)字羔樦赶虻谝粋€(gè)緩沖區(qū)。環(huán)形緩沖區(qū)結(jié)構(gòu)區(qū)鏈?zhǔn)字羔樦赶虻谝粋€(gè)緩沖區(qū)。環(huán)形緩沖區(qū)結(jié)構(gòu)如圖如圖5.3所示。所示。下一頁下一頁第第5章章 設(shè)備管理

20、設(shè)備管理圖圖5.3 環(huán)形緩沖區(qū)結(jié)構(gòu)環(huán)形緩沖區(qū)結(jié)構(gòu)返回本節(jié)返回本節(jié)第第5章章 設(shè)備管理設(shè)備管理5.3.5 緩沖池緩沖池從自由主存中分配一組緩沖區(qū)即可構(gòu)成緩沖池。 1緩沖池的組成緩沖池的組成緩沖池中的緩沖區(qū)一般有以下三種類型：空閑緩沖區(qū)、裝輸入數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)和裝輸出數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)。 2緩沖池的工作方式緩沖池的工作方式緩沖區(qū)可以在收容輸入、提取輸入、收容輸出和提取輸出四種方式下工作。 下一頁下一頁第第5章章 設(shè)備管理設(shè)備管理圖圖5.4 緩沖區(qū)隊(duì)列緩沖區(qū)緩沖區(qū)隊(duì)列緩沖區(qū)下一頁下一頁第第5章章 設(shè)備管理設(shè)備管理圖圖5.5 緩沖池的工作緩沖區(qū)緩沖池的工作緩沖區(qū)返回本節(jié)返回本節(jié)第第5章章 設(shè)備管理設(shè)備管理5.4

21、 設(shè)備分配技術(shù)設(shè)備分配技術(shù) 5.4.1 獨(dú)享設(shè)備的分配獨(dú)享設(shè)備的分配 5.4.2 共享設(shè)備的分配共享設(shè)備的分配 5.4.3 虛擬設(shè)備的分配與假脫機(jī)技術(shù)虛擬設(shè)備的分配與假脫機(jī)技術(shù) 返回本章首頁返回本章首頁第第5章章 設(shè)備管理設(shè)備管理5.4.1 獨(dú)享設(shè)備的分配獨(dú)享設(shè)備的分配 所謂獨(dú)享設(shè)備是指這類設(shè)備被分配給一個(gè)作業(yè)后，所謂獨(dú)享設(shè)備是指這類設(shè)備被分配給一個(gè)作業(yè)后，被這個(gè)作業(yè)所獨(dú)占使用，其他的任何作業(yè)不能使被這個(gè)作業(yè)所獨(dú)占使用，其他的任何作業(yè)不能使用，直到該作業(yè)釋放該設(shè)備為止。常見的獨(dú)享設(shè)用，直到該作業(yè)釋放該設(shè)備為止。常見的獨(dú)享設(shè)備有行打印機(jī)、光電輸入機(jī)等。針對(duì)獨(dú)享設(shè)備，備有行打印機(jī)、光電輸入機(jī)等。針

22、對(duì)獨(dú)享設(shè)備，系統(tǒng)一般采用靜態(tài)分配方式。即在一個(gè)作業(yè)執(zhí)行系統(tǒng)一般采用靜態(tài)分配方式。即在一個(gè)作業(yè)執(zhí)行前，將它所需要使用的這類設(shè)備分配給它，當(dāng)作前，將它所需要使用的這類設(shè)備分配給它，當(dāng)作業(yè)結(jié)束撤離時(shí)，才將分配給它的獨(dú)享設(shè)備收回。業(yè)結(jié)束撤離時(shí)，才將分配給它的獨(dú)享設(shè)備收回。 返回本節(jié)返回本節(jié)第第5章章 設(shè)備管理設(shè)備管理5.4.2 共享設(shè)備的分配共享設(shè)備的分配 所謂共享設(shè)備是指允許多個(gè)用戶共同使用的設(shè)備。所謂共享設(shè)備是指允許多個(gè)用戶共同使用的設(shè)備。如磁盤、磁鼓等設(shè)備，可由多個(gè)進(jìn)程同時(shí)進(jìn)行訪如磁盤、磁鼓等設(shè)備，可由多個(gè)進(jìn)程同時(shí)進(jìn)行訪問。設(shè)備的共享有兩層含義：一是指對(duì)設(shè)備介質(zhì)問。設(shè)備的共享有兩層含義：一是指對(duì)

23、設(shè)備介質(zhì)的共享，如磁盤上的各扇區(qū)。二是指對(duì)磁盤等驅(qū)的共享，如磁盤上的各扇區(qū)。二是指對(duì)磁盤等驅(qū)動(dòng)器的共享，多個(gè)用戶訪問這些設(shè)備上的信息是動(dòng)器的共享，多個(gè)用戶訪問這些設(shè)備上的信息是通過驅(qū)動(dòng)器來實(shí)現(xiàn)的。通過驅(qū)動(dòng)器來實(shí)現(xiàn)的。對(duì)共享設(shè)備的分配一般采用動(dòng)態(tài)分配這一方式對(duì)共享設(shè)備的分配一般采用動(dòng)態(tài)分配這一方式 。 下一頁下一頁第第5章章 設(shè)備管理設(shè)備管理常見的設(shè)備分配方法有兩種。1先來先服務(wù)先來先服務(wù)2優(yōu)先級(jí)高者優(yōu)先優(yōu)先級(jí)高者優(yōu)先返回本節(jié)返回本節(jié)第第5章章 設(shè)備管理設(shè)備管理5.4.3 虛擬設(shè)備的分配與假脫機(jī)技術(shù)虛擬設(shè)備的分配與假脫機(jī)技術(shù) 1虛擬設(shè)備的分配虛擬設(shè)備的分配2假脫機(jī)技術(shù)假脫機(jī)技術(shù)3假脫機(jī)系統(tǒng)的組成

24、假脫機(jī)系統(tǒng)的組成4假脫機(jī)系統(tǒng)的特點(diǎn)假脫機(jī)系統(tǒng)的特點(diǎn)下一頁下一頁第第5章章 設(shè)備管理設(shè)備管理1虛擬設(shè)備的分配虛擬設(shè)備的分配所謂虛擬設(shè)備是指代替獨(dú)享設(shè)備的那部分存儲(chǔ)空所謂虛擬設(shè)備是指代替獨(dú)享設(shè)備的那部分存儲(chǔ)空間及有關(guān)的控制結(jié)構(gòu)。對(duì)虛擬設(shè)備采用的是虛擬間及有關(guān)的控制結(jié)構(gòu)。對(duì)虛擬設(shè)備采用的是虛擬分配，其過程是：當(dāng)進(jìn)程中請(qǐng)求獨(dú)享設(shè)備時(shí)，系分配，其過程是：當(dāng)進(jìn)程中請(qǐng)求獨(dú)享設(shè)備時(shí)，系統(tǒng)將共享設(shè)備的一部分存儲(chǔ)空間分配給它。進(jìn)程統(tǒng)將共享設(shè)備的一部分存儲(chǔ)空間分配給它。進(jìn)程與設(shè)備交換信息時(shí)，系統(tǒng)把要交換的信息存放在與設(shè)備交換信息時(shí)，系統(tǒng)把要交換的信息存放在這部分存儲(chǔ)空間，在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候?qū)π畔⒆飨鄳?yīng)的這部分存儲(chǔ)空間，在

25、適當(dāng)?shù)臅r(shí)候?qū)π畔⒆飨鄳?yīng)的處理。如打印時(shí)，把要打印的信息送到某個(gè)存儲(chǔ)處理。如打印時(shí)，把要打印的信息送到某個(gè)存儲(chǔ)空間中，在打印機(jī)空閑時(shí)將存儲(chǔ)空間上的信息送空間中，在打印機(jī)空閑時(shí)將存儲(chǔ)空間上的信息送到打印機(jī)上打印出來。到打印機(jī)上打印出來。下一頁下一頁第第5章章 設(shè)備管理設(shè)備管理2假脫機(jī)技術(shù)假脫機(jī)技術(shù)通過共享設(shè)備來模擬獨(dú)享設(shè)備所采用的操作是假脫機(jī)操作，即在聯(lián)機(jī)情況下外部設(shè)備設(shè)備同時(shí)操作。所使用的假脫機(jī)技術(shù)稱之為假脫機(jī)技術(shù)。下一頁下一頁第第5章章 設(shè)備管理設(shè)備管理3假脫機(jī)系統(tǒng)的組成假脫機(jī)系統(tǒng)的組成 輸入井和輸出井輸入井和輸出井 輸入緩沖區(qū)和輸出緩沖區(qū)輸入緩沖區(qū)和輸出緩沖區(qū) 輸入進(jìn)程和輸出進(jìn)程輸入進(jìn)程和輸

26、出進(jìn)程 下一頁下一頁第第5章章 設(shè)備管理設(shè)備管理圖圖5.6 假脫機(jī)系統(tǒng)的組成假脫機(jī)系統(tǒng)的組成下一頁下一頁第第5章章 設(shè)備管理設(shè)備管理4假脫機(jī)系統(tǒng)的特點(diǎn)假脫機(jī)系統(tǒng)的特點(diǎn)（1）提高了）提高了I/O速度。從對(duì)低速速度。從對(duì)低速I/O設(shè)備進(jìn)行的設(shè)備進(jìn)行的I/O操操作變?yōu)閷?duì)輸入井或輸出井的操作，如同脫機(jī)操作一作變?yōu)閷?duì)輸入井或輸出井的操作，如同脫機(jī)操作一樣，提高了樣，提高了I/O速度，緩和了速度，緩和了CPU與低速與低速I/O設(shè)備速設(shè)備速度不匹配的矛盾。度不匹配的矛盾。（2）設(shè)備并沒有分配給任何進(jìn)程。在輸入井或輸出）設(shè)備并沒有分配給任何進(jìn)程。在輸入井或輸出井中，分配給進(jìn)程的是一存儲(chǔ)區(qū)和建立一張井中，分配給

27、進(jìn)程的是一存儲(chǔ)區(qū)和建立一張I/O請(qǐng)求請(qǐng)求表。表。（3）實(shí)現(xiàn)了虛擬設(shè)備功能。多個(gè)進(jìn)程同時(shí)使用一獨(dú)）實(shí)現(xiàn)了虛擬設(shè)備功能。多個(gè)進(jìn)程同時(shí)使用一獨(dú)享設(shè)備，而對(duì)每一進(jìn)程而言，都認(rèn)為自己獨(dú)占這一享設(shè)備，而對(duì)每一進(jìn)程而言，都認(rèn)為自己獨(dú)占這一設(shè)備，不過，該設(shè)備是邏輯上的設(shè)備。設(shè)備，不過，該設(shè)備是邏輯上的設(shè)備。返回本節(jié)返回本節(jié)第第5章章 設(shè)備管理設(shè)備管理5.5 I/O進(jìn)程控制進(jìn)程控制 5.5.1 用戶進(jìn)程的輸入輸出請(qǐng)求用戶進(jìn)程的輸入輸出請(qǐng)求 5.5.2 設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序 5.5.3 中斷處理程序的處理過程中斷處理程序的處理過程 返回本章首頁返回本章首頁第第5章章 設(shè)備管理設(shè)備管理5.5.1 用戶進(jìn)程的輸入輸出請(qǐng)求用戶進(jìn)程的輸入輸出請(qǐng)求