chapter7-设备管理-2.ppt

5、缓冲技术实现的基本思想： 进程执行写操作输出数据时，向系统申请一个缓冲区，若为顺序写请求，则不断把数据填到缓冲区，直到被装满。此后，进程继续它的计算，系统将缓冲区内容写到I/O设备上。 进程执行读操作输入数据时，向系统申请一个缓冲区，系统将一个物理记录的内容读到缓冲区，根据进程要求，把当前需要的逻辑记录从缓冲区中选出并传送给进程 5、缓冲技术实现的基本思想（续）： 在输出数据时，只有在系统还来不及腾空缓冲区而进程又要写数据时，它才需要等待； 在输入数据时，仅当缓冲区空而进程又要从中读取数据时，它才被迫等待 6、缓冲的实现方式： 采用硬件缓冲器实现； 在内存划出一块区域，专门用来存放临时输入输出的数据，这个区域称为缓冲区 单缓冲 在设备和处理机之间设置一个缓冲。设备与处理机交换数据时，先把交换的数据写入缓冲区，然后需要数据的设备/处理机再从缓冲区中取走数据。 特点：缓冲区数只有一个；设备与处理机对缓冲区的操作是串行的。 一块数据的处理时间 在某系统中，从磁盘将一块数据输入到缓冲区需要花费的时间T，CPU对一块数据进行处理的时间为C，将缓冲区的数据传送到用户区所花时间为M，那么在单缓冲情况下，系统处理大量数据时，一块数据的处理时间为多少？ 双缓冲 在设备和处理机之间设置2个缓冲。设备与处理机交换数据时，先把交换的数据写入缓冲区，然后需要数据的设备/处理机再从缓冲区中取走数据。因缓冲区有2个，提高了设备与处理机并行操作的程度，只有当两个均为空时，需数据的进程才等待。 特点：缓冲区数有2个；设备与处理机对缓冲区的操作可并行，提高了设备与处理机并行操作的程度。 一块数据的处理时间 在某系统中，从磁盘将一块数据输入到缓冲区需要花费的时间T，CPU对一块数据进行处理的时间为C，将缓冲区的数据传送到用户区所花时间为M，那么在双缓冲情况下，系统处理大量数据时，一块数据的处理时间为多少？ 双机通信时缓冲区的设置 循环缓冲的组成 多个缓冲区： 用于装输入数据的空缓冲区R 已装满数据的缓冲区G 计算进程正在使用的现行工作缓冲区C 多个指针： 指示输入进程下次可用的空缓冲区R的指针Nexti 指示计算进程下次可用缓冲区G的指针Nextg 指示计算进程正在使用的缓冲区C的指针Current 特点：缓冲区的数量有多个；设备与处理机对缓冲区的操作可并行，进一步提高了设备与处理机并行操作的程度。 缓冲池（1） 1、缓冲池：将系统内所有的缓冲区统一管理起来，就形成了能用于输入/输出的缓冲池。缓冲池通常由若干大小相同的缓冲区组成，是系统的公用资源，任何进程都可以申请使用缓冲池中的各个缓冲区。 2、缓冲池的组成（数据结构） 三个队列：空缓冲队列emq、装满输入数据队列inq、装满输出数据队列outq 四个工作缓冲区： 收容输入数据的缓冲区hin、提取输入数据的缓冲区sin、收容输出数据的缓冲区hout、提取输出数据的缓冲区sout 缓冲池（2） 三个队列：空缓冲队列emq、装满输入数据队列inq、装满输出数据队列outq 四个工作缓冲区： 收容输入数据的缓冲区、提取输入数据的缓冲区、收容输出数据的缓冲区、提取输出数据的缓冲区 3、Getbuf过程和Putbuf过程 Procedure Getbuf(type) begin wait(rs(type)); wait(ms(type)); B(number):=Takebuf(type); signal(ms(type)); end 4、操作系统对缓冲池的管理--工作方式 4、操作系统对缓冲池的管理--工作方式 输入进程需要输入数据时：输入设备 收容输入缓冲区-Getbuf(emq)和Putbuf(inq,hin) 1)从空缓冲队列emq的队首取一空缓冲区用作收容输入缓冲区hin 2)输入设备将数据输入收容输入缓冲区并装满 3)将此缓冲区挂到装满输入数据队列inq队尾。 计算进程需要输入数据时：提取输入缓冲区 CPU -Getbuf(inq)和Putbuf(emq,sin) 1)从装满输入数据队列inq队首取一满缓冲区用作提取输入缓冲区sin 2)CPU从提取输入缓冲区中取出数据至用完 3)将空缓冲区挂到空缓冲队列emq队尾。 4、操作系统对缓冲池的管理--工作方式 计算进程需要输出数据时：CPU 收容输出缓冲区-Getbuf(emq)和Putbuf(outq,hout) 1)从空缓