軟件技術(shù)基礎(chǔ)_設(shè)備管理06

1、12.5 設(shè)備管理22.5.1 2.5.1 設(shè)備管理概述設(shè)備管理概述外部設(shè)備：外部設(shè)備：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中除了中央處理機(jī)和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中除了中央處理機(jī)和主存儲(chǔ)器外的其它設(shè)備稱為外部主存儲(chǔ)器外的其它設(shè)備稱為外部設(shè)備。設(shè)備。設(shè)備管理就是對(duì)外部設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一的管理，向用設(shè)備管理就是對(duì)外部設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一的管理，向用戶提供簡(jiǎn)單而一致的方式訪問(wèn)各種戶提供簡(jiǎn)單而一致的方式訪問(wèn)各種I/O設(shè)備。設(shè)備。3一、設(shè)備分類一、設(shè)備分類按工作特點(diǎn)：按工作特點(diǎn)：輸入輸出設(shè)備輸入輸出設(shè)備存儲(chǔ)設(shè)存儲(chǔ)設(shè)備備按資源分配方式：按資源分配方式：獨(dú)占設(shè)備獨(dú)占設(shè)備共享設(shè)備共享設(shè)備虛擬設(shè)備虛擬設(shè)備按信息交換單位：按信息交換單位：字符設(shè)備字符設(shè)備塊設(shè)備塊

2、設(shè)備4二、設(shè)備管理的任務(wù)與功能二、設(shè)備管理的任務(wù)與功能按照設(shè)備類型和系統(tǒng)分配策略進(jìn)行設(shè)備分配與回收按照設(shè)備類型和系統(tǒng)分配策略進(jìn)行設(shè)備分配與回收向用戶提供統(tǒng)一的接口向用戶提供統(tǒng)一的接口實(shí)現(xiàn)設(shè)備驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)設(shè)備驅(qū)動(dòng)真正的真正的I/O操作操作緩沖區(qū)管理緩沖區(qū)管理實(shí)現(xiàn)虛擬設(shè)備管理實(shí)現(xiàn)虛擬設(shè)備管理方便用戶使用設(shè)備方便用戶使用設(shè)備1完成設(shè)備分配完成設(shè)備分配2完成真正的完成真正的I/O操作操作3實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)CPU與與I/O設(shè)備間的速度匹配設(shè)備間的速度匹配45CPU存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器高速高速I/O設(shè)備設(shè)備共享總線共享總線低速低速I/O設(shè)備設(shè)備設(shè)備控制器設(shè)備控制器微機(jī)微機(jī)I/OI/O系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)6基于主存和通道的基于

3、主存和通道的I/OI/O系統(tǒng)系統(tǒng)7位于位于CPUCPU與設(shè)備之間，接收與設(shè)備之間，接收CPUCPU下達(dá)的輸入、輸出命令下達(dá)的輸入、輸出命令并控制具體設(shè)備實(shí)現(xiàn)操作。并控制具體設(shè)備實(shí)現(xiàn)操作。一個(gè)控制器可控制一個(gè)或多個(gè)一個(gè)控制器可控制一個(gè)或多個(gè)I/OI/O設(shè)備。設(shè)備。存在形式為各種接口卡。存在形式為各種接口卡。設(shè)備控制器設(shè)備控制器接收和識(shí)別命令；數(shù)據(jù)暫存、緩沖；監(jiān)測(cè)設(shè)備狀態(tài)。接收和識(shí)別命令；數(shù)據(jù)暫存、緩沖；監(jiān)測(cè)設(shè)備狀態(tài)。數(shù)據(jù)接口、控制接口、狀態(tài)接口數(shù)據(jù)接口、控制接口、狀態(tài)接口8數(shù)據(jù)線數(shù)據(jù)線數(shù)據(jù)寄存器數(shù)據(jù)寄存器地址線地址線I/O邏輯邏輯控制線控制線數(shù)據(jù)信號(hào)數(shù)據(jù)信號(hào)控制信號(hào)控制信號(hào)狀態(tài)信號(hào)狀態(tài)信號(hào)數(shù)據(jù)信

4、號(hào)數(shù)據(jù)信號(hào)控制信號(hào)控制信號(hào)狀態(tài)信號(hào)狀態(tài)信號(hào)控制器與控制器與設(shè)備接口設(shè)備接口控制器與控制器與設(shè)備接口設(shè)備接口92.5.2 2.5.2 數(shù)據(jù)傳送控制方式數(shù)據(jù)傳送控制方式設(shè)備管理的主要任務(wù)就是控制設(shè)備與設(shè)備管理的主要任務(wù)就是控制設(shè)備與CPU間的數(shù)據(jù)傳遞，主要有以下數(shù)傳控制方式：間的數(shù)據(jù)傳遞，主要有以下數(shù)傳控制方式：中斷控制方式中斷控制方式2直接內(nèi)存訪問(wèn)（直接內(nèi)存訪問(wèn)（DMA）方式）方式3通道（通道（ChannelChannel）方式）方式4程序查詢方式程序查詢方式110一、程序查詢方式一、程序查詢方式由程序循環(huán)查詢外部設(shè)備的狀態(tài)，在外設(shè)進(jìn)行數(shù)由程序循環(huán)查詢外部設(shè)備的狀態(tài)，在外設(shè)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時(shí)據(jù)處理時(shí)

5、CPU只能等待。只能等待。開(kāi)始接收開(kāi)始接收數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)有數(shù)據(jù)有數(shù)據(jù)接收？接收？否否是是忙等忙等接收接收開(kāi)始發(fā)送開(kāi)始發(fā)送數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)設(shè)備空閑？設(shè)備空閑？否否是是忙等忙等發(fā)送發(fā)送11二、中斷控制方式二、中斷控制方式外部設(shè)備與外部設(shè)備與CPU之間傳遞數(shù)據(jù)通過(guò)專門的中斷請(qǐng)求之間傳遞數(shù)據(jù)通過(guò)專門的中斷請(qǐng)求信號(hào)來(lái)進(jìn)行。信號(hào)來(lái)進(jìn)行。 I/O操作由程序發(fā)起，在操作完成時(shí)操作由程序發(fā)起，在操作完成時(shí)（如數(shù)據(jù)可讀或已經(jīng)寫(xiě)入）由外設(shè)向（如數(shù)據(jù)可讀或已經(jīng)寫(xiě)入）由外設(shè)向CPU發(fā)出中斷，發(fā)出中斷，CPU完成數(shù)據(jù)的讀寫(xiě)。完成數(shù)據(jù)的讀寫(xiě)。要求：要求：專門的中斷請(qǐng)求線、專門的中斷標(biāo)志位專門的中斷請(qǐng)求線、專門的中斷標(biāo)志位優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：在外

6、設(shè)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時(shí)，在外設(shè)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時(shí)，CPU不必等待不必等待實(shí)現(xiàn)了讓權(quán)等待。實(shí)現(xiàn)了讓權(quán)等待。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：CPU每次處理的數(shù)據(jù)量少（通常以字節(jié)為單每次處理的數(shù)據(jù)量少（通常以字節(jié)為單位），適于數(shù)據(jù)傳輸率較低的設(shè)備。位），適于數(shù)據(jù)傳輸率較低的設(shè)備。12進(jìn)程利用中斷實(shí)現(xiàn)輸入、輸出流程：進(jìn)程利用中斷實(shí)現(xiàn)輸入、輸出流程：初始化初始化阻塞等待輸入阻塞等待輸入控制設(shè)備控制設(shè)備完成輸入完成輸入根據(jù)中斷類型喚醒等待進(jìn)程根據(jù)中斷類型喚醒等待進(jìn)程設(shè)備產(chǎn)生輸入中斷設(shè)備產(chǎn)生輸入中斷輸入向設(shè)備輸出數(shù)據(jù)向設(shè)備輸出數(shù)據(jù)阻塞等待輸出完成阻塞等待輸出完成根據(jù)中斷喚醒等待進(jìn)程根據(jù)中斷喚醒等待進(jìn)程設(shè)備產(chǎn)生輸出中斷設(shè)備產(chǎn)生輸出中斷輸出

7、13三、直接內(nèi)存訪問(wèn)方式三、直接內(nèi)存訪問(wèn)方式(DMA)(DMA)引入思想：減少引入思想：減少CPU在數(shù)據(jù)傳遞過(guò)程中的干預(yù)，在數(shù)據(jù)傳遞過(guò)程中的干預(yù)， DMA控制器完成內(nèi)存與外設(shè)的成批數(shù)據(jù)交換?？刂破魍瓿蓛?nèi)存與外設(shè)的成批數(shù)據(jù)交換。優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：CPU只需干預(yù)只需干預(yù)I/O操作的開(kāi)始和結(jié)束，而其中操作的開(kāi)始和結(jié)束，而其中的一批數(shù)據(jù)讀寫(xiě)無(wú)需的一批數(shù)據(jù)讀寫(xiě)無(wú)需CPU控制，適于高速設(shè)備?？刂?，適于高速設(shè)備。System BusI/OControllerI/OControllerProcessorDMAControllerMemory.141.1. 由程序設(shè)置由程序設(shè)置DMADMA控制器中的若干寄存器值（如內(nèi)

8、存始址，控制器中的若干寄存器值（如內(nèi)存始址，傳送字節(jié)數(shù)），然后發(fā)起傳送字節(jié)數(shù)），然后發(fā)起I/OI/O操作；操作；2.2. 數(shù)據(jù)直接在數(shù)據(jù)直接在DMADMA控制器控制下通過(guò)總線傳遞到內(nèi)存中；控制器控制下通過(guò)總線傳遞到內(nèi)存中；3.3. 在完成指定量的數(shù)據(jù)接收后，在完成指定量的數(shù)據(jù)接收后，DMADMA控制器才向控制器才向CPUCPU產(chǎn)生產(chǎn)生中斷；中斷；4.4. 通過(guò)中斷處理程序喚醒等待數(shù)據(jù)的進(jìn)程；通過(guò)中斷處理程序喚醒等待數(shù)據(jù)的進(jìn)程；5.5. 等待數(shù)據(jù)的進(jìn)程經(jīng)過(guò)調(diào)度處理輸入的數(shù)據(jù)。等待數(shù)據(jù)的進(jìn)程經(jīng)過(guò)調(diào)度處理輸入的數(shù)據(jù)。DMA過(guò)程：過(guò)程：不再每個(gè)字符傳遞后發(fā)中斷，實(shí)現(xiàn)了塊傳遞不再每個(gè)字符傳遞后發(fā)中斷，實(shí)

9、現(xiàn)了塊傳遞再中斷，減少了再中斷，減少了CPUCPU的占用時(shí)間的占用時(shí)間15四、通道方式四、通道方式通過(guò)執(zhí)行通道程序并行完成一系列輸入輸出過(guò)程通過(guò)執(zhí)行通道程序并行完成一系列輸入輸出過(guò)程通道：通道：通道是一種特殊的處理機(jī)，具有執(zhí)行通道是一種特殊的處理機(jī)，具有執(zhí)行I/OI/O指令指令的能力，通過(guò)執(zhí)行通道程序來(lái)控制的能力，通過(guò)執(zhí)行通道程序來(lái)控制I/OI/O操作。操作。1、通道程序有自己的指令系統(tǒng)，是一個(gè)相對(duì)完整的過(guò)程。、通道程序有自己的指令系統(tǒng)，是一個(gè)相對(duì)完整的過(guò)程。CPU只需向通道發(fā)出一條指令，通道便從內(nèi)存中取出本次執(zhí)只需向通道發(fā)出一條指令，通道便從內(nèi)存中取出本次執(zhí)行的通道程序并執(zhí)行。行的通道程序并

10、執(zhí)行。2、通道之間可以并行執(zhí)行，進(jìn)一步減少了、通道之間可以并行執(zhí)行，進(jìn)一步減少了CPU對(duì)輸入輸出過(guò)對(duì)輸入輸出過(guò)程的干預(yù)。提高程的干預(yù)。提高CPU與設(shè)備之間的并行性，提高資源利用率。與設(shè)備之間的并行性，提高資源利用率。3、主機(jī)具有一個(gè)或多個(gè)通道，一個(gè)通道可管理一個(gè)或多個(gè)設(shè)、主機(jī)具有一個(gè)或多個(gè)通道，一個(gè)通道可管理一個(gè)或多個(gè)設(shè)備控制器；通道和備控制器；通道和CPU共享一個(gè)主存共享一個(gè)主存特點(diǎn)：特點(diǎn)：162.5.3 2.5.3 緩沖技術(shù)緩沖技術(shù)作用：作用：解決解決CPUCPU與與I/OI/O設(shè)備速度匹配問(wèn)題設(shè)備速度匹配問(wèn)題速度速度1速度速度2基本思想：基本思想： 在內(nèi)存中開(kāi)辟一定的在內(nèi)存中開(kāi)辟一定的專

11、用區(qū)域，作為專用區(qū)域，作為CPUCPU和和I/OI/O設(shè)備之間進(jìn)行信息交流的設(shè)備之間進(jìn)行信息交流的工作區(qū)工作區(qū)緩沖區(qū)緩沖區(qū)17緩沖區(qū)的組織緩沖區(qū)的組織專用緩沖區(qū)：專用緩沖區(qū)：為某臺(tái)設(shè)備專門設(shè)置的，單獨(dú)使用的緩沖區(qū)為某臺(tái)設(shè)備專門設(shè)置的，單獨(dú)使用的緩沖區(qū)公用緩沖區(qū)：公用緩沖區(qū)：為多臺(tái)或者全部設(shè)備設(shè)置的，共享的緩沖區(qū)為多臺(tái)或者全部設(shè)備設(shè)置的，共享的緩沖區(qū)按使用方式劃分：按使用方式劃分：按數(shù)量劃分：按數(shù)量劃分：?jiǎn)尉彌_區(qū)單緩沖區(qū)雙緩沖區(qū)雙緩沖區(qū)多緩沖區(qū)多緩沖區(qū) 循環(huán)緩沖循環(huán)緩沖緩沖池：緩沖池：由多個(gè)大小相等的緩沖區(qū)連接起來(lái)構(gòu)成緩沖池由多個(gè)大小相等的緩沖區(qū)連接起來(lái)構(gòu)成緩沖池181. 1. 單緩沖區(qū)單緩沖區(qū)

12、在在CPUCPU和設(shè)備之間設(shè)置一個(gè)緩沖區(qū)和設(shè)備之間設(shè)置一個(gè)緩沖區(qū)速度速度1速度速度2注意：注意：1. 單緩沖區(qū)是臨界資源，讀寫(xiě)單緩沖區(qū)是臨界資源，讀寫(xiě)必須互斥訪問(wèn)。必須互斥訪問(wèn)。2. 單緩沖區(qū)只能實(shí)現(xiàn)匹配速度，單緩沖區(qū)只能實(shí)現(xiàn)匹配速度，不能實(shí)現(xiàn)并行操作。不能實(shí)現(xiàn)并行操作。192. 2. 雙緩沖區(qū)雙緩沖區(qū)在在CPUCPU和設(shè)備之間設(shè)置兩個(gè)緩沖區(qū)和設(shè)備之間設(shè)置兩個(gè)緩沖區(qū)設(shè)備設(shè)備1設(shè)備設(shè)備2CPU提高了提高了CPU與設(shè)與設(shè)備之間的并行度備之間的并行度20多個(gè)緩沖區(qū)循環(huán)使用，類似循環(huán)隊(duì)列多個(gè)緩沖區(qū)循環(huán)使用，類似循環(huán)隊(duì)列next_innext_outCPU設(shè)備輸入設(shè)備輸入3. 3. 循環(huán)緩沖循環(huán)緩沖21

13、4. 4. 緩沖池緩沖池可供多個(gè)對(duì)象共享的公用緩沖區(qū)組成的緩沖池可供多個(gè)對(duì)象共享的公用緩沖區(qū)組成的緩沖池緩沖區(qū)緩沖區(qū) 1緩沖區(qū)緩沖區(qū) 2緩沖區(qū)緩沖區(qū) 3緩沖區(qū)緩沖區(qū) 4緩沖區(qū)緩沖區(qū) 1緩緩沖沖區(qū)區(qū)緩緩 沖沖 體體緩緩沖沖區(qū)區(qū)首首部部設(shè)備號(hào)設(shè)備號(hào)緩沖區(qū)號(hào)緩沖區(qū)號(hào)緩沖區(qū)地址緩沖區(qū)地址狀態(tài)狀態(tài)數(shù)據(jù)塊號(hào)數(shù)據(jù)塊號(hào)互斥標(biāo)識(shí)位互斥標(biāo)識(shí)位設(shè)備緩沖設(shè)備緩沖隊(duì)列指針隊(duì)列指針數(shù)數(shù) 據(jù)據(jù)緩沖池中的緩沖區(qū)根據(jù)使緩沖池中的緩沖區(qū)根據(jù)使用情況劃分為用情況劃分為3 3種隊(duì)列：種隊(duì)列：inqinq：滿輸入緩沖區(qū)隊(duì)列：滿輸入緩沖區(qū)隊(duì)列outqoutq：滿輸出緩沖區(qū)隊(duì)列：滿輸出緩沖區(qū)隊(duì)列emptyqemptyq：空緩沖區(qū)隊(duì)列：空緩

14、沖區(qū)隊(duì)列從設(shè)備輸入的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)隊(duì)列從設(shè)備輸入的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)隊(duì)列準(zhǔn)備向設(shè)備輸出的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)隊(duì)列準(zhǔn)備向設(shè)備輸出的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)隊(duì)列22緩沖池操作（四種操作）緩沖池操作（四種操作）設(shè)備輸入數(shù)據(jù)到緩沖池設(shè)備輸入數(shù)據(jù)到緩沖池get empty buffer;fill data in buffer;put buffer in inq;收容輸入收容輸入用戶從緩沖池讀入數(shù)據(jù)用戶從緩沖池讀入數(shù)據(jù)get buffer from inq;calculet data in buffer;put buffer back to emptyq提取輸入提取輸入用戶向數(shù)據(jù)緩沖池輸出數(shù)據(jù)用戶向數(shù)據(jù)緩沖池輸出數(shù)據(jù)get buffer f

15、rom outq;Send data;put buffer in emptyq;收容輸出收容輸出設(shè)備從緩沖池中讀出輸出數(shù)據(jù)設(shè)備從緩沖池中讀出輸出數(shù)據(jù)并完成輸出并完成輸出get buffer from emptyq;fill data in buffer;put buffer outq;提取輸出提取輸出緩沖池緩沖池設(shè)備設(shè)備用戶用戶232.5.4 2.5.4 設(shè)備分配技術(shù)設(shè)備分配技術(shù)設(shè)備分配：設(shè)備分配：按一定策略和原則為申請(qǐng)?jiān)O(shè)備的進(jìn)程分配按一定策略和原則為申請(qǐng)?jiān)O(shè)備的進(jìn)程分配設(shè)備，設(shè)備，包括對(duì)包括對(duì)設(shè)備、設(shè)備控制器、通道設(shè)備、設(shè)備控制器、通道的分配。的分配。分配原則：分配原則：1 1、保證申請(qǐng)?jiān)O(shè)備的

16、進(jìn)程能分配到設(shè)備。、保證申請(qǐng)?jiān)O(shè)備的進(jìn)程能分配到設(shè)備。2 2、保證設(shè)備分配給該進(jìn)程是安全的。、保證設(shè)備分配給該進(jìn)程是安全的。分配方式：分配方式：靜態(tài)分配、動(dòng)態(tài)分配靜態(tài)分配、動(dòng)態(tài)分配24一、設(shè)備分配的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)一、設(shè)備分配的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)1 1、設(shè)備控制表、設(shè)備控制表DCTDCT（Device Control TableDevice Control Table）記錄設(shè)備信息及設(shè)備的控制器表記錄設(shè)備信息及設(shè)備的控制器表設(shè)備標(biāo)識(shí)設(shè)備標(biāo)識(shí)設(shè)備類型設(shè)備類型設(shè)備狀態(tài)設(shè)備狀態(tài)設(shè)備地址或設(shè)備號(hào)設(shè)備地址或設(shè)備號(hào)設(shè)備等待隊(duì)列指針設(shè)備等待隊(duì)列指針I(yè)/O控制器指針控制器指針每個(gè)設(shè)備一張，每個(gè)設(shè)備一張，可動(dòng)態(tài)更改可動(dòng)態(tài)更改252

17、 2、系統(tǒng)設(shè)備表、系統(tǒng)設(shè)備表SDTSDT（System Device TableSystem Device Table）記錄系統(tǒng)中所有設(shè)備情況記錄系統(tǒng)中所有設(shè)備情況DCT指針指針占用設(shè)備的占用設(shè)備的進(jìn)程標(biāo)識(shí)進(jìn)程標(biāo)識(shí)設(shè)備類型設(shè)備類型一個(gè)系統(tǒng)只有一張一個(gè)系統(tǒng)只有一張每個(gè)設(shè)備在每個(gè)設(shè)備在SDTSDT中占一個(gè)表項(xiàng)中占一個(gè)表項(xiàng)3 3、控制器表、控制器表COCTCOCT（Controller Control TableController Control Table）4 4、通道控制表、通道控制表CHCTCHCT（Channel Control TableChannel Control Table）記錄記

18、錄 I/O I/O 控制器信控制器信息及通道控制表息及通道控制表記錄通道信息記錄通道信息26設(shè)備名設(shè)備名設(shè)備控制表設(shè)備控制表設(shè)備名設(shè)備名設(shè)備控制表設(shè)備控制表設(shè)備名設(shè)備名設(shè)備控制表設(shè)備控制表設(shè)備名設(shè)備名設(shè)備控制表設(shè)備控制表SDTSDT設(shè)備名設(shè)備名設(shè)備控制器設(shè)備控制器設(shè)備名設(shè)備名設(shè)備控制器設(shè)備控制器狀態(tài)狀態(tài)狀態(tài)狀態(tài)控制器名控制器名通道控制表通道控制表狀態(tài)狀態(tài)控制器名控制器名通道控制表通道控制表狀態(tài)狀態(tài)DCTDCTCOCTCOCT通道標(biāo)識(shí)通道標(biāo)識(shí)狀態(tài)狀態(tài)通道標(biāo)識(shí)通道標(biāo)識(shí)狀態(tài)狀態(tài)CHCTCHCT申請(qǐng)申請(qǐng)SDTDCTCOCTCHCTP 130 圖圖2.45設(shè)備的分配過(guò)程：設(shè)備的分配過(guò)程：27二、設(shè)備分配

19、應(yīng)考慮的因素二、設(shè)備分配應(yīng)考慮的因素1、設(shè)備的固有屬性：獨(dú)占（靜態(tài)分配）、共享（動(dòng)態(tài)分配）、設(shè)備的固有屬性：獨(dú)占（靜態(tài)分配）、共享（動(dòng)態(tài)分配）2、分配的算法：當(dāng)申請(qǐng)?jiān)O(shè)備的進(jìn)程有多個(gè)、可用設(shè)備有多個(gè)時(shí)、分配的算法：當(dāng)申請(qǐng)?jiān)O(shè)備的進(jìn)程有多個(gè)、可用設(shè)備有多個(gè)時(shí)3、設(shè)備分配的安全性：死鎖、設(shè)備分配的安全性：死鎖先申請(qǐng)的進(jìn)程先滿足先申請(qǐng)的進(jìn)程先滿足FIFO； 按進(jìn)程的優(yōu)先級(jí)分配按進(jìn)程的優(yōu)先級(jí)分配安全分配：非請(qǐng)求和保持，安全分配：非請(qǐng)求和保持，CPU與設(shè)備串行工作與設(shè)備串行工作不安全分配：分配設(shè)備時(shí)應(yīng)該進(jìn)行安全性狀態(tài)檢測(cè)不安全分配：分配設(shè)備時(shí)應(yīng)該進(jìn)行安全性狀態(tài)檢測(cè)4、邏輯設(shè)備與物理設(shè)備的獨(dú)立性、邏輯設(shè)備與物

20、理設(shè)備的獨(dú)立性用戶使用邏輯設(shè)備，由系統(tǒng)控制具體的物理設(shè)備；用戶使用邏輯設(shè)備，由系統(tǒng)控制具體的物理設(shè)備；系統(tǒng)能根據(jù)用戶提供的邏輯設(shè)備名找到相應(yīng)的物理設(shè)備系統(tǒng)能根據(jù)用戶提供的邏輯設(shè)備名找到相應(yīng)的物理設(shè)備282.5.5 2.5.5 虛擬設(shè)備技術(shù)（虛擬設(shè)備技術(shù)（SpoolingSpooling）其它其它輸入井輸入井輸出井輸出井高速高速高速高速脫機(jī)：脫機(jī)：輸入、輸出是脫離主機(jī)完成的。輸入、輸出是脫離主機(jī)完成的。靠外圍機(jī)的控制輸入、輸出設(shè)備與磁盤(pán)交換數(shù)據(jù)?？客鈬鷻C(jī)的控制輸入、輸出設(shè)備與磁盤(pán)交換數(shù)據(jù)。CPUCPU只與高速磁盤(pán)（磁帶）交換數(shù)據(jù)，只與高速磁盤(pán)（磁帶）交換數(shù)據(jù)，29技術(shù)要點(diǎn)：技術(shù)要點(diǎn)：（1）多道程

21、序并發(fā)執(zhí)行）多道程序并發(fā)執(zhí)行（2）一道程序模擬外圍機(jī)的輸入，將數(shù)據(jù)從設(shè)備輸入到磁盤(pán)）一道程序模擬外圍機(jī)的輸入，將數(shù)據(jù)從設(shè)備輸入到磁盤(pán)（3）一道程序模擬外圍機(jī)的輸出，將數(shù)據(jù)從磁盤(pán)輸出到設(shè)備）一道程序模擬外圍機(jī)的輸出，將數(shù)據(jù)從磁盤(pán)輸出到設(shè)備（4）其它程序與設(shè)備的通信和脫機(jī)方式一樣：讀寫(xiě)高速磁盤(pán)）其它程序與設(shè)備的通信和脫機(jī)方式一樣：讀寫(xiě)高速磁盤(pán)（5）主機(jī)仍要控制外圍設(shè)備）主機(jī)仍要控制外圍設(shè)備“假脫機(jī)假脫機(jī)”特點(diǎn)：特點(diǎn)：（1）提高了進(jìn)程訪問(wèn)低速設(shè)備速率）提高了進(jìn)程訪問(wèn)低速設(shè)備速率（2）獨(dú)占設(shè)備成為虛擬設(shè)備）獨(dú)占設(shè)備成為虛擬設(shè)備（3）獨(dú)占設(shè)備成為共享設(shè)備）獨(dú)占設(shè)備成為共享設(shè)備SPOOLing技術(shù)技術(shù)假脫

22、機(jī)技術(shù)假脫機(jī)技術(shù)30其它其它輸入井：輸入井：輸出井輸出井高速高速高速高速用戶程序用戶程序用戶終端用戶終端其它其它低速低速硬盤(pán)硬盤(pán)低速低速模擬輸入模擬輸入高速高速模擬輸出模擬輸出高速高速用戶程序獲得：用戶程序獲得： 高速輸入高速輸入 高速輸出高速輸出數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)模擬模擬模擬模擬31假脫機(jī)是多任務(wù)系統(tǒng)中處理慢速獨(dú)占假脫機(jī)是多任務(wù)系統(tǒng)中處理慢速獨(dú)占I/O設(shè)備的一種共享方法。設(shè)備的一種共享方法。是指在是指在用戶程序向慢速獨(dú)占設(shè)備輸出時(shí)，操作系統(tǒng)實(shí)際并沒(méi)有用戶程序向慢速獨(dú)占設(shè)備輸出時(shí)，操作系統(tǒng)實(shí)際并沒(méi)有立即向慢速獨(dú)占設(shè)備輸出，而是先將這些輸出數(shù)據(jù)送往外存，待立即向慢速獨(dú)占設(shè)備輸出，而是先將這些輸出數(shù)

23、據(jù)送往外存，待該用戶程序執(zhí)行完后，在該慢速獨(dú)占設(shè)備空閑時(shí)，再由操作系統(tǒng)該用戶程序執(zhí)行完后，在該慢速獨(dú)占設(shè)備空閑時(shí)，再由操作系統(tǒng)將數(shù)據(jù)從外存輸出到該慢速獨(dú)占設(shè)備將數(shù)據(jù)從外存輸出到該慢速獨(dú)占設(shè)備。這樣的好處是：用戶程序?qū)υ撀侏?dú)占設(shè)備的獨(dú)占時(shí)間大大縮短這樣的好處是：用戶程序?qū)υ撀侏?dú)占設(shè)備的獨(dú)占時(shí)間大大縮短了（因?yàn)閷⒉贿B續(xù)的輸出變?yōu)檫B續(xù)的輸出），從而提高了慢速了（因?yàn)閷⒉贿B續(xù)的輸出變?yōu)檫B續(xù)的輸出），從而提高了慢速獨(dú)占設(shè)備的利用率；用戶程序本身的執(zhí)行時(shí)間大大縮短了（因?yàn)楠?dú)占設(shè)備的利用率；用戶程序本身的執(zhí)行時(shí)間大大縮短了（因?yàn)椴槐氐却侏?dú)占設(shè)備），從而提高了系統(tǒng)吞吐量和所有資源的不必等待慢速獨(dú)占設(shè)備），從而提高了系統(tǒng)吞吐量和所有資源的利用率。利用率。SPOOLing技術(shù)技術(shù)假脫機(jī)技術(shù)假脫機(jī)技術(shù)322.5.6 2.5.6 I/O管理與控制管理與控制功能：功能：（1）解釋）解釋I/O指令指令（2）發(fā)動(dòng)并完成具體）發(fā)動(dòng)并完成具體I/O操作操作（3）響應(yīng)設(shè)備及控