第5章設(shè)備管理

2023/2/61第五章

設(shè)備管理第一節(jié)

輸入輸出系統(tǒng)第二節(jié)

輸入輸出控制方式第三節(jié)

緩沖管理第四節(jié)

設(shè)備分配第五節(jié)

設(shè)備處理第六節(jié)

磁盤存儲管理2023/2/62第一節(jié)

輸入輸出系統(tǒng)I/O設(shè)備設(shè)備控制器I/O通道總線系統(tǒng)I/O系統(tǒng)是用于實現(xiàn)數(shù)據(jù)輸入、輸出和數(shù)據(jù)存儲的系統(tǒng)。2023/2/631、I/O設(shè)備I/O設(shè)備的類型按傳輸速率分類：低速、中速、高速設(shè)備按信息交換單位分類：塊設(shè)備(可尋址)、字符設(shè)備(不可尋址)按設(shè)備的共享屬性：獨占(即臨界資源)、共享(必須可尋址和可隨機訪問，如磁盤)、虛擬設(shè)備設(shè)備與控制器之間的接口在該接口中，有三種類型的信號線：數(shù)據(jù)信號線：用于設(shè)備和控制器之間傳送數(shù)據(jù)信號控制信號線：控制器向設(shè)備發(fā)送控制信號時的通路狀態(tài)信號線：傳送指示設(shè)備當前狀態(tài)的信號鍵盤、鼠標、語言輸入輸出打印機磁帶機、磁盤機、光盤機2023/2/642、設(shè)備控制器一些設(shè)備會有機械和電子兩部分。電子部分稱為設(shè)備控制器。它是CPU和設(shè)備之間的接口?；竟δ埽?、接收和識別命令在控制器中應(yīng)具有控制寄存器，用來存放接收的命令和參數(shù)，并進行譯碼設(shè)備控制器負責(zé)控制一個或多個I/O設(shè)備，實現(xiàn)設(shè)備和計算機間的數(shù)據(jù)交換。2023/2/65基本功能（續(xù)上）：2、數(shù)據(jù)交換－－寄存器實現(xiàn)CPU與控制器，控制器與設(shè)備間的數(shù)據(jù)交換3、標識和報告設(shè)備的狀態(tài)控制器中的狀態(tài)寄存器記錄設(shè)備的狀態(tài)供CPU了解4、地址識別－－地址譯碼器每個設(shè)備都有一個地址，控制器必須能識別。5、數(shù)據(jù)緩沖－－緩沖器解決I/O設(shè)備與CPU、內(nèi)存速度不匹配的矛盾6、差錯控制控制器兼管對由I/O設(shè)備傳送來的數(shù)據(jù)進行差錯檢測2023/2/66設(shè)備控制器的組成：設(shè)備控制器與處理機的接口共有三類線：數(shù)據(jù)線、地址線、控制線設(shè)備控制器與設(shè)備的接口每個接口中都存在數(shù)據(jù)、控制、狀態(tài)三種信號I/O邏輯－－實現(xiàn)對設(shè)備的控制

CPU利用它向控制器發(fā)送命令；負責(zé)對命令譯碼和地址譯碼。2023/2/67地址識別數(shù)據(jù)緩沖差錯控制CPU與控制器接口 控制器與設(shè)備接口數(shù)據(jù)線地址線控制線數(shù)據(jù)寄存器控制/狀態(tài)寄存器I/O邏輯控制器與設(shè)備接口1控制器與設(shè)備接口n………數(shù)據(jù)狀態(tài)控制數(shù)據(jù)狀態(tài)控制設(shè)備控制器的組成2023/2/683、I/O通道通道通道是專門用于處理I/O的處理機，它控制內(nèi)存和外設(shè)直接進行數(shù)據(jù)交換。目的：建立獨立的I/O操作，減輕CPU的負擔工作方式：CPU向通道發(fā)送I/O命令，通道執(zhí)行通道程序，完成I/O后向CPU發(fā)送中斷信號。通道與一般處理機的不同：指令類型單一，僅能執(zhí)行I/O指令。通道沒有自己的內(nèi)存，通道程序放在主存中。2023/2/69通道的類型字節(jié)多路通道：是一種按字節(jié)交叉方式工作的通道，每一個子通道連接一臺I/O設(shè)備，采用多路分時復(fù)用－－按時間片輪轉(zhuǎn)方式共享主通道。數(shù)組選擇通道：

字節(jié)多路通道不適于連接高速設(shè)備；可以連接多臺高速設(shè)備，獨占使用，一段時間只能執(zhí)行一道通道程序；成組（塊）傳送；數(shù)組多路通道：<上述兩種技術(shù)的結(jié)合>

結(jié)合數(shù)組選擇通道“傳輸速率高”和字節(jié)多路通道“分時并行操作”的優(yōu)點數(shù)據(jù)傳送按數(shù)組方式，連接多臺高、中速外圍設(shè)備2023/2/610“瓶頸”問題通道資源有限，系統(tǒng)需要同時啟動的設(shè)備可能較多存儲器通道1通道2控制器1控制器2I/O設(shè)備1I/O設(shè)備2I/O設(shè)備3I/O設(shè)備4CPU2023/2/611“瓶頸”問題解決方法：增加設(shè)備到主機間的通路。存儲器通道1通道2控制器1控制器2I/O設(shè)備1I/O設(shè)備2I/O設(shè)備3I/O設(shè)備4CPU2023/2/6124、總線系統(tǒng)系統(tǒng)總線連接CPU、存儲器、I/O設(shè)備（接口）等的紐帶；總線的性能評價：時鐘頻率、帶寬、傳輸速率。ISA和EISA總線ISA：1984年，帶寬：8位

16位，最高傳輸速率：2~16Mbps，能連接12臺設(shè)備。EISA：1989年，帶寬：32位，最高傳輸速率：32Mbps，能連接12臺設(shè)備。2023/2/613局部總線（LocalBus）定義：將多媒體卡、高速LAN網(wǎng)卡、高性能圖形板等從ISA總線上卸下來，再通過局部總線控制器直接接到CPU總線上，使之與高速CPU總線相匹配。VESA總線：總線帶寬為32位，最高傳輸速率：132Mbps，能連接2~4臺設(shè)備，控制器中無緩沖；PCI總線：支持64位系統(tǒng)，最高傳輸速率：500Mbps，能支持10種外設(shè)，PCI在CPU和外設(shè)之間插入一個復(fù)雜的管理層，管理層中配有數(shù)據(jù)緩沖。2023/2/614第二節(jié)

輸入輸出控制方式

程序I/O方式中斷驅(qū)動I/O方式

DMA控制方式

I/O通道控制方式2023/2/6151、程序I/O方式忙——等待方式CPU向控制器發(fā)指令，啟動I/O設(shè)備輸入數(shù)據(jù)時，同時把狀態(tài)寄存器中的狀態(tài)標志busy置1；然后不斷地循環(huán)測試busy。如果busy=1，說明I/O設(shè)備忙，CPU再進行下一輪檢測；如果busy=0，說明I/O操作結(jié)束，CPU執(zhí)行下一條指令。CPU的高速性與I/O設(shè)備的低速性，致使CPU絕大部分時間處于等待I/O設(shè)備的循環(huán)測試中，造成對CPU的極大浪費。2023/2/6162、中斷驅(qū)動I/O方式中斷驅(qū)動I/O過程啟動：由CPU根據(jù)進程的I/O請求，向設(shè)備控制器發(fā)出一條I/O命令；此后CPU繼續(xù)執(zhí)行其它進程，即CPU與外設(shè)并行工作。I/O設(shè)備完成操作后，由控制器通過控制線向CPU發(fā)送一中斷信號，由CPU檢查I/O操作是否正確，……優(yōu)點——系統(tǒng)效率高：并行工作、用極少的時間處理中斷缺點：設(shè)備與CPU之間的數(shù)據(jù)交換仍以字（節(jié)）為單位。2023/2/6173、直接存儲器訪問DMAI/O控制方式DMA（DirectMemoryAccess）控制方式的引入適應(yīng)一次傳送大量數(shù)據(jù)的應(yīng)用要求；盡量減少CPU對高速外設(shè)的干預(yù)；該方式的特點：數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕締挝皇菙?shù)據(jù)塊。所傳送的數(shù)據(jù)是從設(shè)備直接送入內(nèi)存，或者相反僅在傳送一個數(shù)據(jù)塊的開始和結(jié)束時，才需要CPU干預(yù)，整塊數(shù)據(jù)的傳送是在控制器的控制下完成的2023/2/618DMA控制器的組成命令/狀態(tài)寄存器CR內(nèi)存地址寄存器MAR數(shù)據(jù)寄存器DR:

暫存從設(shè)備到內(nèi)存的數(shù)據(jù)，或反之數(shù)據(jù)計數(shù)器DC:

存放本次CPU要讀或?qū)懙淖?節(jié))數(shù)CPU內(nèi)存主機－控制器接口DRMARDCCRI/O控制邏輯控制器與塊設(shè)備接口…DMA控制器系統(tǒng)總線命令count2023/2/619DMA工作過程（以磁盤數(shù)據(jù)讀入為例）CPU向磁盤控制器發(fā)送:讀命令到CR中、內(nèi)存的目標起址到MAR中、數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)到DC中、磁盤中的源地址到控制器的控制邏輯上；啟動DMA控制器進行數(shù)據(jù)傳送。此后，CPU可以執(zhí)行其它任務(wù)；DMA控制器按照命令傳送數(shù)據(jù)：先從磁盤讀入一個字節(jié)的數(shù)據(jù)送入DR后，再傳送到內(nèi)存中。修改并檢查DC中的數(shù)值：若DC中的值不為0，則繼續(xù)傳送下一個字節(jié)；為0，則發(fā)出一個中斷請求。2023/2/6204、I/O通道控制方式I/O通道控制方式的引入進一步減少CPU對I/O操作的干預(yù)；以多個塊為單位進行數(shù)據(jù)傳送；一次傳送多組數(shù)據(jù)到多個不同的內(nèi)存區(qū)域。通道程序通道是通過執(zhí)行通道程序，并與設(shè)備控制器共同實現(xiàn)對I/O設(shè)備的控制。通道程序由一系列通道指令（通道命令）構(gòu)成。2023/2/621

每條指令都包含以下信息：1、操作碼——指令執(zhí)行的操作：讀/寫2、內(nèi)存地址——字符送入/取出內(nèi)存的首址3、計數(shù)——表示本條指令所要讀/寫數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)4、通道程序結(jié)束位PP=1表示本條指令是最后一條5、記錄結(jié)束標志位RR=1表示這是處理某記錄的最后一條指令2023/2/622操作PR計數(shù)內(nèi)存地址write0080813write001401034write01605830write013002000write002501850write11250720

下列通道程序的功能：將內(nèi)存中不同地址的數(shù)據(jù)，寫成多個記錄。2023/2/623第三節(jié)

緩沖管理

緩沖的引入單緩沖和雙緩沖循環(huán)緩沖緩沖池2023/2/624

提高CPU與I/O設(shè)備之間的并行性1、緩沖的引入緩和CPU與I/O設(shè)備間速度不匹配的矛盾減少對CPU的中斷頻率，放寬對CPU中斷響應(yīng)時間的限制1位緩沖送內(nèi)存8位緩沖寄存器8位緩沖寄存器送內(nèi)存(a)(b)(c)根據(jù)I/O控制方式，緩沖的實現(xiàn)方法有兩種，一種是采用專用硬件緩沖器，另一種方法是內(nèi)存緩沖區(qū)又稱軟件緩沖。2023/2/625

根據(jù)系統(tǒng)設(shè)置的緩沖器的個數(shù)，可把緩沖技術(shù)分為：

單緩沖雙緩沖循環(huán)緩沖緩沖池2023/2/626單緩沖在設(shè)備和處理機之間設(shè)置一個緩沖區(qū)。T和C是可以并行的。系統(tǒng)對每個數(shù)據(jù)的處理時間為Max(C,T)+M。處理(C)工作區(qū)緩沖區(qū)I/O設(shè)備輸入(T)傳送(M)用戶進程T1T2T3T4M1M2M3C1C2C3t（塊設(shè)備）以塊設(shè)備數(shù)據(jù)讀入為例：2023/2/627雙緩沖－緩沖對換目的：加快輸入輸出的速度。系統(tǒng)處理每個數(shù)據(jù)的時間可粗略認為Max(C,T)。當T>C，可使塊設(shè)備連續(xù)輸入；反之可使CPU不必等待設(shè)備輸入工作區(qū)緩沖區(qū)1I/O塊設(shè)備緩沖區(qū)2用戶進程輸入(T)傳送(M)處理(C)以塊設(shè)備數(shù)據(jù)讀入為例：T1(緩沖1)T2(緩沖2)T3(緩沖3)T4(緩沖4)M1M2M3C1C2C3tM4C4注：C<T塊設(shè)備連續(xù)輸入2023/2/628緩沖區(qū)緩沖區(qū)(a)單緩沖A機B機(b)雙緩沖A機B機接受緩沖區(qū)接受緩沖區(qū)發(fā)送緩沖區(qū)發(fā)送緩沖區(qū)

如果在實現(xiàn)兩臺機器通信時，只配置單緩沖，那么在任一時刻只能實現(xiàn)單方向的數(shù)據(jù)傳輸。

為了實現(xiàn)雙向數(shù)據(jù)傳輸，必須在兩臺機器中都設(shè)置兩個緩沖區(qū)。分別用在發(fā)送和接收。2023/2/629循環(huán)緩沖循環(huán)緩沖的引入當輸入和輸出的速度相差很大時，雙緩沖效果不理想，但可增加緩沖區(qū)的數(shù)量，改善情況循環(huán)緩沖是把多個緩沖區(qū)連接起來組成兩部分，一部分專門用于輸入，另一部分專門用于輸出的緩沖結(jié)構(gòu)。例如對于用做輸入的循環(huán)緩沖區(qū)，通常提供給輸入進程和計算進程使用，輸入進程不斷向空緩沖區(qū)中輸入數(shù)據(jù)，計算進程則從滿緩沖區(qū)中提取數(shù)據(jù)用于計算。2023/2/630循環(huán)緩沖的組成：多個緩沖區(qū)、多個指針每個緩沖區(qū)大小相同。用做輸入的緩沖區(qū)的類型有：

空緩沖區(qū)R、已裝滿數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)G、工作緩沖區(qū)C指針類型：指示計算進程的下一個可用緩沖區(qū)G的指針nextg

指示輸入進程下次可用的空緩沖區(qū)R的指針nexti

指示計算進程正在使用的緩沖區(qū)C的指針current2023/2/631GetBuf()

計算進程和輸入進程可利用下述兩個過程使用循環(huán)緩沖區(qū)：GetBuf()ReleaseBuf()RGGGRGnextinextg123456RGGGRCnextinextgcurrent123456RGGGRR123456nextgnextiReleaseBuf()2023/2/632RGGGRR123456nextgnexti進程的同步Nexti指針追上Nextg指針。意味著輸入進程輸入數(shù)據(jù)的速度大于計算進程處理數(shù)據(jù)的速度，再無空緩沖區(qū)可用。輸入進程應(yīng)阻塞。Nextg指針追上Nexti指針。意味著輸入數(shù)據(jù)的速度低于計算進程處理數(shù)據(jù)的速度，再無裝有數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)可用。計算進程應(yīng)阻塞。2023/2/633緩沖池緩沖池的引入把專用循環(huán)緩沖變?yōu)楣镁彌_池提高內(nèi)存利用率。同時用于輸入/輸出的公用緩沖池的組成：空閑緩沖區(qū)裝滿輸入數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)裝滿輸出數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)組織隊列：空緩沖（區(qū)）隊列emq：隊首指針F(emq)、隊尾指針L(emq)。2023/2/634由于緩沖區(qū)是臨界資源，在使用緩沖區(qū)時都有申請、釋放和互斥的問題。除了上述三個隊列外，還有四種工作緩沖區(qū)：用于收容輸入數(shù)據(jù)的工作緩沖區(qū)hin用于提取輸入數(shù)據(jù)的工作緩沖區(qū)sin用于收容輸出數(shù)據(jù)的工作緩沖區(qū)hout用于提取輸出數(shù)據(jù)的工作緩沖區(qū)sout輸入緩沖（區(qū)）隊列inq：隊首指針F(inq)、隊尾指針L(inq)輸出緩沖（區(qū)）隊列outq：隊首指針F(outq)、隊尾指針L(outq)2023/2/635緩沖區(qū)的四種工作方式收容輸入：收容輸入設(shè)備的輸入數(shù)據(jù)提取輸入：計算進程提取緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)使用收容輸出：計算進程輸出結(jié)果數(shù)據(jù)到緩沖區(qū)提取輸出：輸出設(shè)備提取緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)緩沖池收容輸入提取輸入提取輸出收容輸出hinsinsouthout用戶程序Getbuf(inq)Putbuf(emq,sin)Getbuf(outq)Putbuf(emq,sout)Getbuf(emq)Putbuf(outq,hout)Getbuf(emq)Putbuf(inq,hin)2023/2/636第四節(jié)

設(shè)備分配設(shè)備分配中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)備分配時應(yīng)考慮的因素設(shè)備獨立性獨占設(shè)備的分配程序SPOOLing技術(shù)

在多道程序環(huán)境下，設(shè)備必須由系統(tǒng)分配。每當進程向系統(tǒng)提出I/O請求時，設(shè)備分配程序按照一定的分配策略，把其所需的設(shè)備及其有關(guān)資源（如緩沖區(qū)、控制器和通道）分配給該進程。在分配設(shè)備時還必須考慮系統(tǒng)的安全性，避免發(fā)生死鎖現(xiàn)象。2023/2/6371、設(shè)備分配中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

為了實現(xiàn)對IO設(shè)備的管理和控制，需要對每臺設(shè)備、通道、控制器的情況進行登記。設(shè)備分配程序依據(jù)這些信息進行設(shè)備分配。設(shè)備控制表DCT（為每臺設(shè)備配置一張）控制器控制表COCT通道控制表CHCT系統(tǒng)設(shè)備表SDT2023/2/6382023/2/6392、設(shè)備分配時應(yīng)考慮的因素設(shè)備的固有屬性獨占設(shè)備：獨享分配策略，易引起死鎖共享設(shè)備：對進程訪問設(shè)備的先后次序進行調(diào)度虛擬設(shè)備：虛擬上共享，物理上先后次序設(shè)備分配算法先來先服務(wù)：設(shè)備請求隊列優(yōu)先級高者優(yōu)先：進程優(yōu)先級高，其I/O請求也高設(shè)備分配中的安全性安全分配方式：進程發(fā)出I/O請求后就進入阻塞態(tài)。

摒棄“請求和保持”條件CPU和I/O對于該進程是串行工作的；不安全分配方式：

進程發(fā)出I/O請求仍繼續(xù)運行，僅當請求設(shè)備被其他進程占用才阻塞。

可能具備“請求和保持”條件，從而造成死鎖。

好處是進程可先前推進迅速。2023/2/6402023/2/6413、設(shè)備獨立性設(shè)備獨立性的概念（設(shè)備無關(guān)性）含義：應(yīng)用程序獨立于具體使用的物理設(shè)備。邏輯設(shè)備、物理設(shè)備在應(yīng)用程序中，使用邏輯設(shè)備名稱來請求使用某類設(shè)備；在執(zhí)行時，必須使用物理設(shè)備名稱。帶來的好處：設(shè)備分配時的靈活性易于實現(xiàn)I/O重定向：用于I/O操作的設(shè)備可以更換而不必改變應(yīng)用程序。2023/2/642為了實現(xiàn)邏輯設(shè)備名到物理設(shè)備名的映射，系統(tǒng)必須設(shè)置一張邏輯設(shè)備表LUT（LogicalUnitTable），能夠?qū)?yīng)用程序中所使用的邏輯設(shè)備名映射為物理設(shè)備名，并提供該設(shè)備驅(qū)動程序的入口地址。邏輯設(shè)備名到物理設(shè)備名的映射邏輯設(shè)備表邏輯設(shè)備名物理設(shè)備名驅(qū)動程序入口地址/dev/tty31024/dev/printer52046………2023/2/643獨占設(shè)備的分配程序基本的設(shè)備分配程序

分配設(shè)備分配控制器分配通道設(shè)備分配程序的改進

為了獲得設(shè)備的獨立性，進程應(yīng)用邏輯設(shè)備名請求I/O。這樣，系統(tǒng)查找所有該類設(shè)備的DCT，當該類設(shè)備都忙時，才把進程掛在該類設(shè)備的等待隊列中。實際上，系統(tǒng)為了提高可靠性和靈活性，通常采用多通路的I/O系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。此時對多個控制器和通道的分配，必須查找所有的控制器和通道，才能決定是否將該進程掛起。2023/2/644基本的設(shè)備分配流程進程P提出所需的I/O設(shè)備根據(jù)物理設(shè)備名，從SDT中找出該設(shè)備的DCT由DCT的設(shè)備狀態(tài)字段，檢查該設(shè)備是否忙？將該進程的PCB插入到該設(shè)備的等待隊列中檢查本次設(shè)備分配是否安全？將此設(shè)備分配給該進程從其DCT中找出與該設(shè)備連接的控制器的COCT，檢查該控制器是否忙？將該進程的PCB插入到該控制器的的等待隊列中將該控制器分配給進程從COCT中找到與該控制器連接的通道的CHCT，檢查該通道是否忙？將該進程的PCB插入到該通道的的等待隊列中將該通道分配給進程至此，設(shè)備、控制器和通道三者都已分配成功啟動I/O設(shè)備，進行具體的I/O操作不忙不忙不忙忙忙安全不安全忙2023/2/6455、SPOOLing技術(shù)什么是SPOOLing技術(shù)（假脫機技術(shù)）

定義：在聯(lián)機的情況下實現(xiàn)的同時外圍操作特點：是對脫機輸入輸出系統(tǒng)的模擬。因此，必須建立在具有多道程序功能的操作系統(tǒng)上，而且需要高速外存的支持。方式：將數(shù)據(jù)從輸入設(shè)備傳送到磁盤或反之。通過它可以將一臺獨占的物理設(shè)備虛擬為多臺邏輯設(shè)備，從而允許多個用戶（進程）共享。2023/2/646SPOOLing系統(tǒng)的組成輸入井和輸出井：在磁盤上開辟的兩個大存儲空間輸入緩沖區(qū)和輸出緩沖區(qū)：在內(nèi)存中開辟的兩個緩沖區(qū)輸入進程Spi和輸出進程Spo：是內(nèi)存中的兩個進程2023/2/647輸入進程SPi輸出進程SPo輸入緩沖區(qū)Bi輸出緩沖區(qū)Bo輸入設(shè)備輸出設(shè)備磁盤輸入井輸出井2023/2/648共享打印機SPOOLing系統(tǒng)接收到用戶進程的打印輸出請求后：由輸出進程在輸出井中為之申請一個空閑磁盤塊區(qū)，并將要打印的數(shù)據(jù)送入其中；輸出進程再為用戶進程申請一張空白的用戶請求打印表（I/O請求表），并將用戶的打印要求填入其中，再將該表掛到請求打印隊列上。當打印機空閑時，輸出進程將從請求打印隊列的隊首取出一張請求打印表，再從輸出井把數(shù)據(jù)送到內(nèi)存緩沖區(qū)，啟動打印機打印輸出。打印完后，輸出進程檢查請求打印隊列……2023/2/649SPOOLing系統(tǒng)的特點:提高了I/O的速度，緩和了CPU與低速I/O設(shè)備速度不匹配的矛盾利用高速共享設(shè)備，將獨占設(shè)備改造為共享設(shè)備實現(xiàn)了虛擬設(shè)備功能：用戶都感到獨占了一臺設(shè)備2023/2/650第五節(jié)

設(shè)備處理（驅(qū)動）

接收上層軟件發(fā)來的抽象要求，比如：Read、Write等命令，再把它們轉(zhuǎn)化為具體要求發(fā)送給設(shè)備控制器，啟動設(shè)備執(zhí)行；同時，還負責(zé)把設(shè)備控制器發(fā)來的信號傳送給上層軟件。設(shè)備驅(qū)動程序的功能和特點設(shè)備驅(qū)動程序的處理過程中斷處理程序的處理過程2023/2/651設(shè)備驅(qū)動程序：I/O進程與設(shè)備控制器之間的通信程序，常常是設(shè)備驅(qū)動進程接收由I/O進程發(fā)來的命令和參數(shù)，轉(zhuǎn)換為具體要求檢查用戶I/O請求的合法性，了解設(shè)備狀態(tài)，傳遞或設(shè)置參數(shù)發(fā)出I/O命令，啟動設(shè)備，或掛在相應(yīng)的設(shè)備隊列上及時響應(yīng)由控制器或通道發(fā)來的中斷請求，根據(jù)中斷類型調(diào)用相應(yīng)的中斷處理程序進行處理對于設(shè)有通道的計算機系統(tǒng)，根據(jù)I/O請求自動構(gòu)成通道程序1、設(shè)備驅(qū)動程序的功能和特點設(shè)備處理方式為每一類設(shè)備設(shè)置一個進程，專門執(zhí)行這類設(shè)備的I/O操作。在整個系統(tǒng)中設(shè)置一個I/O進程，專門用于執(zhí)行系統(tǒng)中所有各類設(shè)備的I/O操作；或者設(shè)置一個輸入進程一個輸出進程；只為各類設(shè)置相應(yīng)的設(shè)備處理程序，供用戶進程調(diào)用。2023/2/6522023/2/653設(shè)備驅(qū)動程序的特點驅(qū)動程序主要是指在請求I/O的進程與設(shè)備控制器之間的一個通信和轉(zhuǎn)換程序。驅(qū)動程序與設(shè)備控制器和I/O設(shè)備的硬件特性緊密相關(guān)，因而對不同類型的設(shè)備應(yīng)配置不同的驅(qū)動程序。驅(qū)動程序與I/O設(shè)備所采用的I/O控制方式緊密相關(guān)。其中一部分必須用匯編語言書寫。2023/2/6542、設(shè)備驅(qū)動程序的處理過程將抽象要求轉(zhuǎn)換為具體要求檢查I/O請求的合法性讀出和檢查設(shè)備的狀態(tài)傳送必要的參數(shù)工作方式的設(shè)置

設(shè)備驅(qū)動程序的主要任務(wù)是啟動指定設(shè)備。具體的處理過程如下：2023/2/6553、中斷處理程序的處理過程喚醒被阻塞的驅(qū)動（程序）進程保護被中斷進程的CPU環(huán)境轉(zhuǎn)入相應(yīng)的設(shè)備處理程序中斷處理恢復(fù)被中斷進程的現(xiàn)場2023/2/656喚醒被阻塞的驅(qū)動程序進程保護被中斷進程的CPU環(huán)境分析中斷原因，轉(zhuǎn)入相應(yīng)的設(shè)備處理程序打印機中斷處理程序終端中斷處理程序磁盤中斷處理程序恢復(fù)被中斷進程的CPU現(xiàn)場返回被中斷的進程，繼續(xù)執(zhí)行中斷請求信號2023/2/657第六節(jié)

磁盤存儲管理磁盤性能簡述磁盤調(diào)度磁盤高速緩存2023/2/6581、磁盤性能簡述數(shù)據(jù)的組織和格式盤片和盤面，磁道（500-2000），扇區(qū)（10-100）格式化每個扇區(qū)包括兩個字段：標識符字段、數(shù)據(jù)字段磁盤的類型固定頭磁盤：每條磁道上都有磁頭，裝在磁臂中。移動頭磁盤：每個盤面一個磁頭，裝在磁臂中，磁頭能夠移動以尋道。2023/2/659磁盤訪問時間尋道時間Ts把磁臂（磁頭）移動到指定磁道上所經(jīng)歷的時間，包含啟動磁臂和磁頭移動