設(shè)備管理專業(yè)培訓(xùn)課程

1、設(shè)備管理專業(yè)培訓(xùn)課程設(shè) 備 管 理 一 外設(shè)按功能分為兩類 存儲(chǔ)設(shè)備 磁頭、光頭等 信息載體 磁盤(pán)、磁帶、光盤(pán)等 I/O設(shè)備 存儲(chǔ)設(shè)備I/O設(shè)備 輸入設(shè)備 模擬信號(hào) 數(shù)字信號(hào)A/D轉(zhuǎn)換 輸出設(shè)備 數(shù)字信號(hào) 模擬信號(hào)D/A轉(zhuǎn)換設(shè) 備 管 理 二設(shè)備管理的根本任務(wù)是：1 控制 I/O 操作，進(jìn)行設(shè)備分配，提高CPU與設(shè)備之間的并行工作程度。協(xié)調(diào)和保證設(shè)備的高效工作。2 向用戶提供一個(gè)使用設(shè)備的方便接口。完成用戶的I/O請(qǐng)求。 I/O 系統(tǒng)的組成 I/O 控制方式 I/O 數(shù)據(jù)傳輸與緩沖技術(shù) 虛擬設(shè)備與Spooling技術(shù)主要討論以下問(wèn)題7.1 I/O 系統(tǒng)的組成一 1。微機(jī)I/O系統(tǒng) CPU通過(guò)總

2、線與設(shè)備控制器相連接，設(shè)備 控制器是CPU 與設(shè)備之間的接口。2。主機(jī)I/O系統(tǒng) 使用I/O通道I/O處理機(jī)，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備 控制器的控制。 I/O系統(tǒng)應(yīng)該由以下局部組成： I/O設(shè)備 設(shè)備控制器 總線或通道一、I/O 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)7.1 I/O 系統(tǒng)的組成二 2。按傳消息交換的單位分類 塊設(shè)備 信息存取以數(shù)據(jù)塊為單位，屬于有結(jié)構(gòu)設(shè)備。 字符設(shè)備 信息存取以字符為單位，屬于無(wú)結(jié)構(gòu)設(shè)備。3。按設(shè)備的共享屬性分類 獨(dú)占設(shè)備 在一段時(shí)間只允許一個(gè)進(jìn)程訪問(wèn)的設(shè)備。 共享設(shè)備 在一段時(shí)間允許多個(gè)進(jìn)程同時(shí)訪問(wèn)的設(shè)備。 虛擬設(shè)備 使用虛擬技術(shù)，將一臺(tái)獨(dú)占設(shè)備變?yōu)檫壿?上的多臺(tái)設(shè)備。二、I/O設(shè)備及分類1。按傳輸速

3、率分類 低速設(shè)備 中速設(shè)備 高速設(shè)備 7.1 I/O 系統(tǒng)的組成三 1。設(shè)備控制器的功能 接收和識(shí)別CPU發(fā)出的命令，因此，設(shè)備控制器中設(shè)有多個(gè)存放器，用來(lái)存放命令和參數(shù)，同時(shí)，還設(shè)有命令譯碼器。 實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換，即CPU與控制器之間，控制器與設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換。 記錄設(shè)備的狀態(tài)，以便CPU啟動(dòng)控制器。為此，在控制器中設(shè)置一個(gè)狀態(tài)存放器。 識(shí)別設(shè)備地址。使CPU能夠從設(shè)備控制器的存放器中讀寫(xiě)數(shù)據(jù)。三、設(shè)備控制器 設(shè)備控制器是CPU與設(shè)備之間的接口，接收CPU的命令，控制設(shè)備工作。7.1 I/O 系統(tǒng)的組成五 通道Channel 也稱 I/O處理機(jī)。 是為了減輕CPU的工作負(fù)載，在 CPU 與設(shè)備

4、控制器之間而設(shè)置的一種專門(mén)用于 I/O 的簡(jiǎn)單處理機(jī)。 通道指令系統(tǒng) 也稱通道控制字CCW，是通道能夠獨(dú)立執(zhí)行的I/O指令。 按照信息交換方式分類： 字節(jié)多路通道 用于低、中速設(shè)備 含多個(gè)非分配型的子通道，子通道按時(shí)間片輪轉(zhuǎn)共享主通道。按字節(jié)傳送。傳輸速度慢(。 數(shù)組選擇通道 連接中、高速設(shè)備 含一個(gè)分配型的子通道，一段時(shí)間內(nèi)只能執(zhí)行、控制一臺(tái)設(shè)備工作。通道利用率低，傳輸速度快。 數(shù)組多路通道 連接中、高速設(shè)備 綜合前兩類的優(yōu)點(diǎn)。四、I/O通道1、為什么引入通道2、通道的類型7.1 I/O 系統(tǒng)的組成六 中央處理機(jī)內(nèi)存字節(jié)多路通道成組多路通道選擇通道卡片輸入機(jī)卡片輸入機(jī)打印機(jī)磁盤(pán)磁帶通 道 結(jié)

5、 構(gòu)7.1 I/O 系統(tǒng)的組成七 解決“瓶頸問(wèn)題的多通路系統(tǒng)3、“瓶頸問(wèn)題由于通道及設(shè)備控制器的數(shù)量有限，可能造成I/O的瓶頸。7.2 I/O 控制方式 一 1中斷控制方式 2DMA 控制方式 3通道控制方式 設(shè)備管理的主要任務(wù)之一是控制設(shè)備與內(nèi)存或CPU 之間的數(shù)據(jù)傳送，選擇控制方式的原那么是： 保證在足夠的傳輸速度下數(shù)據(jù)的正確傳送。 系統(tǒng)開(kāi)銷小。 充分發(fā)揮硬件資源的能力。本節(jié)討論CPU 通過(guò)設(shè)備控制器來(lái)控制數(shù)據(jù)I/O的方式。常用的I/O控制方式7.2 I/O 控制方式二一、中斷控制方式中斷 當(dāng)主機(jī)接到外部信號(hào)時(shí)如 I/O完成信號(hào)即停止 原來(lái)的工作，轉(zhuǎn)去處理這一事件，處理完后，主機(jī) 又回到原

6、來(lái)的斷點(diǎn)繼續(xù)工作。中斷處理過(guò)程：向CPU中斷源中斷請(qǐng)求中斷響應(yīng)轉(zhuǎn)中斷處理程序退出中斷保護(hù)CPU現(xiàn)場(chǎng)識(shí)別中斷源恢復(fù)CPU現(xiàn)場(chǎng)7.2 I/O 控制方式四 由于大多數(shù)的小型、微型計(jì)算機(jī)采用總線結(jié)構(gòu)，DMA方式是“竊取或“挪用 CPU總線的控制權(quán)，即要求CPU暫停假設(shè)干總線周期，由DMA控制器占有存儲(chǔ)器周期進(jìn)行設(shè)備與內(nèi)存之間的數(shù)據(jù)交換。 直接存儲(chǔ)器訪問(wèn) DMADirect Memory Access 方式的引入是為解決中斷控制方式對(duì)塊設(shè)備低效的問(wèn) 題。減少中斷次數(shù)。二、DMA控制方式1、DMA方式的根本思想1以數(shù)據(jù)塊為單位進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。2設(shè)備與內(nèi)存之間直接交換數(shù)據(jù)。7.2 I/O 控制方式八 CCW的

7、信息： 操作碼 內(nèi)存地址 傳送數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù) 通道程序結(jié)束位PP =1 結(jié)束 記錄結(jié)束標(biāo)志R 通道Channel 是比DMA方式更加完善，功能更強(qiáng)的I/O 控制方式。DMA與通道方式的異同： 相同：以內(nèi)存為中心，實(shí)現(xiàn)設(shè)備與內(nèi)存之間直接交換數(shù)據(jù) 的控制方式。 不同：通道是專門(mén)控制 I/O的處理機(jī)。其指令稱為通道控 制字CCW，由CCW編制的通道程序，獨(dú)立執(zhí) 行I/O任務(wù)。三、通道控制方式1、I/O處理機(jī)0 指令處理同一記錄1 處理記錄結(jié)束7.2 I/O 控制方式九 DMA方式與通道控制方式的數(shù)據(jù)傳送過(guò)程有何相同和不同之處？ 畫(huà)出DMA及通道控制方式的控制流程圖分別畫(huà)出輸入、輸出兩種情況。2、通道的控

8、制過(guò)程：CPU啟動(dòng)通道 通道程序的始址存放在稱為通道地址字CAW的內(nèi)存單元中，由 CPU啟動(dòng)通道程序后，CPU可去執(zhí)行其他任務(wù)。執(zhí)行通道指令CCW ，向設(shè)備控制器發(fā)出I/O操作命令。設(shè)備根據(jù)CCW將數(shù)據(jù)傳送到內(nèi)存指定單元。數(shù)據(jù)傳送結(jié)束，I/O控制器向CPU 發(fā)出中斷請(qǐng)求命令。思 考 題7.3 緩沖管理一 1、單緩沖區(qū)single buffer 在設(shè)備和主機(jī)之間設(shè)置一個(gè)緩沖區(qū)。只能緩解速度匹配的問(wèn)題。不能實(shí)現(xiàn)設(shè)備之間的并行操作。1、緩解CPU與外設(shè)速度不匹配的問(wèn)題。2、減少CPU中斷響應(yīng)次數(shù)，放寬響應(yīng)時(shí)間。3、提高CPU與I/O設(shè)備，I/O設(shè)備之間的并行操作能力。 緩沖技術(shù)的根本思想： 在內(nèi)存中

9、開(kāi)辟一個(gè)或多個(gè)專用區(qū)域緩沖區(qū)，作為CPU 與I/O設(shè)備間信息的集散地。一、為什么引入緩沖技術(shù)二、緩沖區(qū)的組織緩沖區(qū)用戶進(jìn)程傳送操作系統(tǒng)輸入I/O設(shè)備7.3 緩沖管理二 一般是建立兩個(gè)大小相等的緩沖區(qū)，設(shè)備交替對(duì)兩個(gè)緩沖區(qū)輸入數(shù)據(jù)，操作系統(tǒng)也交替地從兩個(gè)緩沖區(qū)移出數(shù)據(jù)送用戶進(jìn)程區(qū)。二、雙緩沖區(qū)double buffer緩沖區(qū)1用戶進(jìn)程傳送操作系統(tǒng)輸入I/O設(shè)備緩沖區(qū)2 發(fā)送緩沖區(qū) 接收緩沖區(qū) 接收緩沖區(qū)發(fā)送緩沖區(qū)A機(jī)B機(jī)雙機(jī)通信的緩沖區(qū)設(shè)置7.3 緩沖管理三 三、循環(huán)緩沖circular buffer 循環(huán)緩沖即是多個(gè)大小相同的緩沖區(qū)構(gòu)成循環(huán)隊(duì)列，有三種緩沖區(qū)：空緩沖區(qū)(R)，滿緩沖區(qū)(G)，正

10、使用的緩沖區(qū)(C)。例如：生產(chǎn)者消費(fèi)者問(wèn)題 生產(chǎn)者進(jìn)程 PiP1，P2，Pk; 消費(fèi)者進(jìn)程 CiC1，C2，Cm。 in 指向下一空緩沖區(qū)的指針。 Out 指向下一滿緩沖區(qū)的指針。 current 指向當(dāng)前工作緩沖區(qū)的指針。inoutC iP icurrentRGC7.3 緩沖管理三 1、緩沖池的結(jié)構(gòu) 緩沖池由多個(gè)緩沖區(qū)構(gòu)成。每個(gè)緩沖區(qū)又分為緩沖區(qū)首部和緩沖體。四、緩沖池buffer pool設(shè)備號(hào)緩沖區(qū)號(hào)緩沖區(qū)地址緩沖區(qū)狀態(tài)忙/閑數(shù)據(jù)塊號(hào)互斥標(biāo)識(shí)位設(shè)備緩沖隊(duì)列指針緩沖區(qū)首部將緩沖區(qū)連接成三種隊(duì)列： 空緩沖區(qū)隊(duì)列emq 滿輸入緩沖區(qū)隊(duì)列inq 滿輸出緩沖區(qū)隊(duì)列outq有四類工作緩沖區(qū)： sin

11、 提取輸入的工作緩沖區(qū) hin 收容輸入數(shù)據(jù)的緩沖區(qū) sout 提取輸出的工作緩沖區(qū) hout 收容輸出數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)7.4 設(shè)備分配一2、控制器控制表COCTControler Control Table 記錄I/O控制器使用情況及與通道連接情況。DMA無(wú) 設(shè)備分配是設(shè)備管理的重要問(wèn)題。討論設(shè)備分配的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，分配原那么及分配算法。一、設(shè)備分配的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)1、設(shè)備控制表DCTDevice Control Table反映設(shè)備特性，設(shè)備與I/O控制器連接情況。7.4 設(shè)備分配二4、系統(tǒng)設(shè)備表SDTSystem Device Table整個(gè)系統(tǒng)一張，記錄已連接到系統(tǒng)中的設(shè)備情況，每個(gè)設(shè)備在SDT中占一

12、表項(xiàng)。3、通道控制表CHCTChannel Control Table 描述通道的使用情況。針7.4 設(shè)備分配四 設(shè)備分配的方式： 靜態(tài)分配 一次分配所有需要的設(shè)備。不符合分配 原那么。 動(dòng)態(tài)分配 進(jìn)程執(zhí)行過(guò)程中，按需分配。 設(shè)備分配總原那么：充分發(fā)揮設(shè)備利用率，防止由于不合理分配引起進(jìn)程死鎖。 具體考慮以下方面： 1、設(shè)備的固有屬性 獨(dú)占、共享、虛擬。 2、設(shè)備分配算法先來(lái)先效勞、優(yōu)先級(jí)。 3、設(shè)備分配的平安性平安或不平安分配方式，指是否保持“請(qǐng)求與保持條件。 4、設(shè)備獨(dú)立性。二、設(shè)備分配的原那么及方式7.4 設(shè)備分配五 為了實(shí)現(xiàn)設(shè)備獨(dú)立性，進(jìn)程使用邏輯設(shè)備名。即系統(tǒng)為 每個(gè)進(jìn)程建立一張邏輯

13、設(shè)備表LUTLogical Unit table。 在VMS中，還建立了一張系統(tǒng)邏輯設(shè)備表。 有利于改善資源的利用率。提供了設(shè)備分配的靈活性。 為用戶程序提供了與設(shè)備無(wú)關(guān)的接口，為I/O重定位提供方便，因此，提高了用戶程序的可適應(yīng)性。設(shè)備獨(dú)立性 LUT 包括：邏輯設(shè)備名、物理設(shè)備名、驅(qū)動(dòng)程序地址。 通過(guò)LUT 實(shí)現(xiàn)用戶程序中邏輯設(shè)備名到物理設(shè)備名的 映射。1、邏輯設(shè)備表 設(shè)備獨(dú)立性device independence是I/O軟件的一個(gè)關(guān)鍵性概念，是指用戶程序獨(dú)立于使用的物理設(shè)備。2、使用邏輯設(shè)備名的優(yōu)點(diǎn)7.4 設(shè)備分配六三、設(shè)備分配流程進(jìn)程P發(fā)出I/O請(qǐng)求搜索SDT找到DCT指針查DCT設(shè)備

14、忙？進(jìn)程P按分配算法入I/O隊(duì)列YN按分配算法選擇進(jìn)程進(jìn)程P選中？進(jìn)程P等待設(shè)備空閑NY檢查設(shè)備分配的平安性平安嗎？NY設(shè)備分配給進(jìn)程P11搜索DCT找到COCT指針 控制器忙？Y進(jìn)程P等待控制器N分配控制器給進(jìn)程P搜索COCT找到CHCT指針CHCT忙Y進(jìn)程P等待通道N分配通道給進(jìn)程 P啟動(dòng) I/O7.4 設(shè)備分配七 多道程序系統(tǒng)中，進(jìn)程對(duì)設(shè)備的需求頻繁，尤其是獨(dú)占設(shè)備數(shù)量有限、效率低，故引入虛擬設(shè)備管理技術(shù)。 根本思想：用大容量的快速設(shè)備磁盤(pán)模擬慢速度的 獨(dú)占設(shè)備，把一臺(tái)物理上的獨(dú)占設(shè)備變?yōu)檫壿嬌系亩嗯_(tái)共享設(shè)備。 SPOOLing是一種典型的虛擬設(shè)備技術(shù)， SPOOLing 是 Simul

15、taneous Peripheral Operations On Line 外圍設(shè) 備同時(shí)聯(lián)機(jī)操作的縮寫(xiě)，是用程序模擬脫機(jī)I/O的功能，故又稱為假脫機(jī)技術(shù)。四、虛擬設(shè)備與SPOOLing技術(shù)2、SPOOLing 技術(shù)1、虛擬設(shè)備管理7.5 設(shè)備處理一 I/O請(qǐng)求的處理過(guò)程，由輸入/輸出控制系統(tǒng)IOCS完成，其中最主要的局部是設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序。它是I/O請(qǐng)求進(jìn)程與設(shè)備控制器之間的通信程序。1、用戶進(jìn)程向IOCS發(fā)出I/O請(qǐng)求。2、IOCS查邏輯設(shè)備表LUT，將邏輯請(qǐng)求轉(zhuǎn)換為物 理請(qǐng)求。3、IOCS調(diào)用驅(qū)動(dòng)程序的“啟動(dòng)過(guò)程啟動(dòng)I/O設(shè)備。4、IOCS將有關(guān)信息放入中斷表中。5、將用戶進(jìn)程掛起，放入I/

16、O等待隊(duì)列。6、執(zhí)行驅(qū)動(dòng)程序的“繼續(xù)過(guò)程中斷處理、傳送 I/O 數(shù)據(jù)。7、完成I/O操作，重新啟動(dòng)用戶進(jìn)程。一、I/O請(qǐng)求處理過(guò)程7.5 設(shè)備處理二 二。I/O設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序 設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序是IOCS的主體，一般為每類個(gè)設(shè)備設(shè)置一個(gè)驅(qū)動(dòng)程序。驅(qū)動(dòng)程序啟動(dòng)過(guò)程 啟動(dòng)一個(gè)I/O操作。繼續(xù)過(guò)程 處理中斷和完成數(shù)據(jù)傳送。驅(qū)動(dòng)程序執(zhí)行步驟：1、效勞請(qǐng)求校驗(yàn) 確定請(qǐng)求的操作，檢驗(yàn)硬件支持。2、確認(rèn)設(shè)備狀態(tài) 確定設(shè)備狀態(tài)存放器是否可用。3、啟動(dòng)I/O請(qǐng)求 假設(shè)確認(rèn)設(shè)備狀態(tài)可用，啟動(dòng)I/O。4、中斷處理 CPU處理I/O過(guò)程的中斷。驅(qū)動(dòng)程序應(yīng)保存處 理器的當(dāng)前狀態(tài)，以便進(jìn)程重新執(zhí)行。5、I/O請(qǐng)求完成 驅(qū)動(dòng)程序識(shí)

17、別I/O完成，將控制返回IOCS， 將被中斷的進(jìn)程置為就緒。7.6 磁盤(pán)存儲(chǔ)器管理一一、磁盤(pán)的工作過(guò)程大容量磁盤(pán)(固定頭磁盤(pán) - 磁盤(pán)的每條磁道上都有一個(gè)讀/寫(xiě)磁頭，并行讀/寫(xiě)。中小型磁盤(pán)設(shè)備活動(dòng)頭磁盤(pán) - 每個(gè)盤(pán)面配置一個(gè)磁頭，串行讀/寫(xiě)。 - 為了讀/寫(xiě)某磁道、某扇區(qū)的數(shù)據(jù)，首先讓磁頭移動(dòng)，尋找指定磁道，再旋轉(zhuǎn)磁盤(pán)將相應(yīng)扇區(qū)定位到磁頭下面。 磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器發(fā)出尋道命令后便釋放相關(guān)的通道控制器， 以便系統(tǒng)用它來(lái)處理其它I/O操作。當(dāng)磁臂(磁頭)被移動(dòng)到指定的磁道時(shí)，磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器便開(kāi)始驅(qū)動(dòng)磁盤(pán)旋轉(zhuǎn)，以便把指定扇區(qū)的起始位置定位到磁臂(磁頭)下。一旦指定扇區(qū)的起始位置被定位到磁臂(磁頭)下，磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器

18、便重新申請(qǐng)通道控制器，以便建立到主機(jī)的通路。如果請(qǐng)求失敗，磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器將驅(qū)動(dòng)磁盤(pán)旋轉(zhuǎn)一周后再次申請(qǐng)通道控制器。7.6 磁盤(pán)存儲(chǔ)器管理二 主要對(duì)移動(dòng)頭磁盤(pán)進(jìn)行討論：二、訪盤(pán)時(shí)間1、尋道時(shí)間Ts 將磁頭移動(dòng)到指定磁道上的時(shí)間。其中： M 常數(shù)一般0.5，高速小于0.1 S 磁盤(pán)啟動(dòng)時(shí)間 n 磁頭移動(dòng)磁道數(shù)2、旋轉(zhuǎn)延遲時(shí)間Tr 把指定扇區(qū)的起始位置置于磁頭下所花費(fèi)的時(shí)間。與磁盤(pán)轉(zhuǎn)速有關(guān)。 Tr 1/(2r) 3、傳輸時(shí)間Tt 讀/寫(xiě)數(shù)據(jù)的時(shí)間。 Tt = b/ rN 其中：r 磁盤(pán)旋轉(zhuǎn)速度；N 一條磁道上的字節(jié)數(shù)； b 讀/寫(xiě)的總字節(jié)數(shù)。Ts = m n + S7.6 磁盤(pán)存儲(chǔ)器管理三主要討論移動(dòng)頭磁

19、盤(pán)的調(diào)度算法： 磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)程序一般要考慮磁盤(pán)的調(diào)度策略，在三類訪問(wèn)時(shí)間中，尋道所占時(shí)間最長(zhǎng)。所以大多數(shù)磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)程序都是以尋道優(yōu)化為出發(fā)點(diǎn)的，主要討論尋道算法。問(wèn) 題三類訪問(wèn)時(shí)間中，哪類時(shí)間最長(zhǎng)？7.6 磁盤(pán)存儲(chǔ)器管理四主要討論移動(dòng)頭磁盤(pán)的調(diào)度算法：二、磁盤(pán)的訪問(wèn)時(shí)間 1、尋道時(shí)間Ts (Seek Time) Ts = m n + S 2、旋轉(zhuǎn)延時(shí)Tr (Rotational Delay) 與磁盤(pán)的轉(zhuǎn)速有關(guān)。 3、數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間Tt (Transfer Time) 磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)程序一般要考慮磁盤(pán)的調(diào)度策略，在三類訪問(wèn)時(shí)間中，尋道所占時(shí)間最長(zhǎng)。所以大多數(shù)磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)程序都是以尋道優(yōu)化為出發(fā)點(diǎn)的，主要討論尋道算

20、法。播 放5.6 磁盤(pán)的調(diào)度與驅(qū)動(dòng)二三、常用的調(diào)度算法 1、先來(lái)先效勞FCFS 按照申請(qǐng)效勞的先后次序。未考慮尋道優(yōu)化。 2、最短尋道優(yōu)先算法SSTF 優(yōu)先選擇離磁頭最近的請(qǐng)求。未考慮磁頭來(lái)回?cái)[動(dòng)?？赡艹霈F(xiàn)老進(jìn)程的“饑餓現(xiàn)象。 3、掃描算法SCAN 既考慮請(qǐng)求與磁頭的距離，又考慮磁頭移動(dòng)的方向；又稱為：電梯法。 4、循環(huán)掃描算法C-SCAN 規(guī)定磁頭單向移動(dòng)，即將最小磁道號(hào)與最大磁道號(hào)構(gòu)成循環(huán)，進(jìn)行循環(huán)掃描。7.6 磁盤(pán)存儲(chǔ)器管理四7.7 提高磁盤(pán)I/O速度的技術(shù)一、磁盤(pán)高速緩存Disk Cache) 把磁盤(pán)I/O緩沖區(qū)叫做磁盤(pán)高速緩存Disk Cache，但它并不是一種硬件設(shè)施。事實(shí)上，磁盤(pán)I/O緩沖區(qū)仍然是內(nèi)存中的一個(gè)區(qū)域。其組織形式基于程序引用的局部性原理。 其工作原理類似Cache Memory) 以輸入為例：當(dāng)用戶進(jìn)程請(qǐng)求從磁盤(pán)上讀入一個(gè)扇區(qū)時(shí)， 系統(tǒng)首先在磁盤(pán)I/O緩沖區(qū)中尋找該扇區(qū)的副本：如果能夠找到，那么系統(tǒng)將從磁盤(pán)I/O緩沖區(qū)中取出該扇區(qū)的副本并返給用戶進(jìn)程；否那么，系統(tǒng)首先從磁盤(pán)上讀入該扇區(qū)并在磁盤(pán)I/O緩沖區(qū)中為其建立一個(gè)副本，然后將該副本返給用戶進(jìn)程。 其置換算法類似請(qǐng)求調(diào)頁(yè)存儲(chǔ)管理中的頁(yè)面置換算法LRU、NRU、LFU等。7.7 提高磁盤(pán)I/O速度的技術(shù)最近最少使用置換算法LRU置換算法置換在最近一段時(shí)間內(nèi)最久沒(méi)有被訪問(wèn)過(guò)的扇區(qū)。最小訪問(wèn)頻度置換