操作系统与讲稿ch9 .pptVIP

第五部分：设备和文件管理 Ch9 设备管理 Ch10 文件管理 Ch9 设备管理 设备分类 §9.1 输入输出设备 §9.2 辅助存储器 设备管理(§9.3) 设备分配(§9.4) 输入输出管理程序(§9.5) Windows NT一体化的输入输出系统(§9.6) 设备分类 特性分类：外存/辅存，IO设备 从属关系： 系统设备：OS生成时已配置于系统的各种标准设备 用户设备：用户后来自己提供，由系统管理，非标准 信息组织和处理方式： 块设备：信息按字符块组织和处理（面向块的设备） 字符设备：信息按字符组织和处理（面向字符的设备） 资源分配方式： 独占设备：一旦分配给某进程或用户就一直占用直至用完。 共享设备：多个进程或用户可以交替使用的设备。 虚拟设备：用软件技术把慢速独占设备变成共享设备。一般是通过借用大容量共享设备的一部分空间来充当缓冲而实现的。把这部分空间称为“虚拟设备”。 （Spooling 技术） §9.1 输入输出组织和输入输出处理机 计算机系统的I/O设备管理是操作系统的主要功能之一。 微型机：总线结构 (图9.1) 输入：I/O设备 = I/O接口 = 数据总线 = 处理机 输出：I/O设备 = I/O接口= 数据总线 = 处理机 大型机：非总线结构 (图1.3)，存储器为中心 输入：I/O设备 = 设备控制器 = I/O通道 = 存储器 输出：I/O设备= 设备控制器 = I/O通道= 存储器 DMA直接存储器访问：用于高速大容量存储器与设备之间的数据传送。 I/O设备 = DMA控制器 = 设备接口 = 存储器 输入输出接口(IO接口) IO子系统构成： IO设备：为计算机执行某种特定功能（打印，显示，存取数据）。 IO接口： 功能： 控制IO设备按CPU命令工作； 把计算机的数据格式转换成IO设备所要求的格式或反之； 发送中断请求并接受处理机发来的中断响应回答； 为IO设备提供数据缓冲。 构成：数据缓冲寄存器，状态寄存器 输入输出处理机（通道） 术语“通道”： 大型机：指专门用来负责IO工作的处理机，即IO处理机。比CPU功能弱，速度慢，价格便宜。 微型机：指与DMA控制器或IO处理机相连设备的单纯数据传输通路，非IO处理机，不具有处理机的功能。 本书“通道”：指IO处理机。 通道程序： IO处理机：由运算和控制逻辑，累加器，寄存器构 成，有指令系统，由通道程序控制。 通道程序： 由通道指令组成； 由CPU按数据传送的不同要求自动生成； 放在主存中； 其在主存中的起始地址通知IO处理机： 大型机：主存中一固定单元——通道地址字CAW； 微型机：CPU与IO处理机通信区； 每一条通道指令称为通道命令字CCW。 通道状态字PSW：IO处理机的状态，包含有该通道及与之相连的控制器和设备的状态。 通道配置： 大型机：多个； 微型机：1~2个。 通道管理： 大型机：IO处理机和CPU共享主存。 为各IO处理机和CPU规定不同优先次序； CPU最低优先级； 当发生竞争时，存储器控制逻辑按优先次序予以响应； IO处理机得到响应——IO处理机从CPU那里“窃用”了存储周期。（窃用周期） 微型机：IO处理机和CPU共享总线。 CPU控制总线使用权； 当CPU响应某IO处理机发出的请求总线信号，把总线使用权暂时转让给IO处理机——IO处理机从CPU那里“窃用” 了总线周期。（窃用周期） §9.2 辅助存储器/外存 磁带硬件特性 磁带机：启停设备。启动后磁带高速旋转，加速到正常速度 时读写头才能正确地进行信息的读写。 磁头：读写磁头。磁带机高速旋转时磁头对磁带进行读写。 磁道：在磁层沿磁头相对运动的方向上形成记录信息的路径， 称为磁道。串行存储一系列二进制代码。 技术指标： 磁带宽度：1(in),1/2 (in),1/4 (in) 磁带长度：国产600m, 750m, 900m 横向记录密度：磁带横向磁道数（7磁道，9磁道，16磁道） 纵向记录密度：单位距离信息位数(10bit/mm，20bit/mm ) 归0制：写1时，写磁头线圈中通过正脉冲，写0时通过负脉冲，写完一位，电流回0。 带速，启停时间。 磁带信息组织：顺序性设备，半顺序性设备。 顺序性磁带的信息组织： 顺序性磁带：磁带上信息的定位和存取严格按其上信息的物理位置顺序进行。 信息记录组成块：多个逻辑记录放进一个物理记录块中，相邻块间有一定间隙（启停时间）。 存取信息以块为单位：信息块可不等长(800~8000B) 带 带 间 信 间 带 间 信 间 带 头 息