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回 顾 缓冲池的管理 设备分配程序 设备驱动程序 I/O控制 探讨： I/O控制 虚拟设备—Spooling技术 磁盘调度 信息的优化分布 I/O控制 问题：何时分配设备、何时分配缓冲区、何时驱动设备进行操作、何时响应中断？ I/O控制：从用户进程提出设备请求开始，为进程分配设备、缓冲区、驱动设备进行I/O操作直到响应中断的整个过程，称为I/O控制。 流程如下： I/O控制的实现 由提出设备请求的进程实现 进程提出设备请求后，就被阻塞。 由正在运行的进程实现 与设备请求无关，不知如何处理。 专门的I/O进程实现 一个设备一个I/O进程 整个系统有一个I/O进程 虚拟设备—spooling技术 同时外围设备联机操作（Simultaneous Peripheral Operation On Line） 提高独占设备的利用率。 把一台独占设备模拟成共享设备的技术。 硬件支持：大容量、高速度的存储设备的支持。 为用户进程分配的是外存上的固定区域，而不是设备本身。 Spooling系统的组成 预输入程序：负责从输入设备上读取数据，并存放在输入井中。需要时，再将数据从输入井读到进程的内存区域中。 存输入和取输入。 缓输出程序：接收来自进程的输出数据，存入输出井中。输出设备空闲时，再把数据读到输出设备上。 存输出和取输出。 井管理程序：负责分配输入井和输出井的存储空间。 Spooling的应用例子 进程申请打印数据： “井管理写程序”为打印文件分配一个输出井空间，并将结果保存到“输出井”中。 由“缓输出程序”负责查看输出井中是否有待输出的结果信息，若有，则启动打印机把作业的结果文件打印输出。 磁盘调度 磁盘是共享设备，可以同时为多个进程服务。 目前的磁盘都是活动磁头，因此读写时间包括： 查找时间：磁头移动到正确的磁道的时间。 延迟时间（等待时间）：磁头等待盘片旋转到正确的扇区下的时间。 传输时间：数据从磁盘读到内存的时间。 在上述三个时间中，查找时间、延迟时间可以通过调度策略来改善。 移臂调度和旋转调度。 移臂调度 将移动臂移动到指定柱面的调度。 影响寻找时间的长短。 当有若干个设备读写请求时，应该先响应哪一个？ 原则：尽量避免移动臂频繁地来回移动。 先来先服务 最短查找时间优先 电梯法 移臂调度的评价 寻找时间越短越好。 寻找时间与移动臂移动的磁道数成正比。 因此，我们用移动臂移动的磁道数来评价某一个移臂调度的策略的好坏。 移臂调度策略 先来先服务：根据请求的到达先后次序，响应请求。 最短查找时间优先 从当前位置开始，响应磁头移动距离最短的请求。 也就是离当前位置最近的请求。 注意：它不考虑移动臂移动的方向。 电梯法 沿着当前磁头移动的方向，响应进程的请求。当该方向上无请求时，磁头就改变方向。 因此，一定要知道当前磁头的移动方向。 旋转调度 移动臂定位后，有多个访问者等待访问该柱面时。 使延迟时间最短。 根据延迟时间来决定调度次序的调度。 三种情况： 同一磁道上的不同扇区。 不同磁道上的不同扇区。 不同磁道上的具有相同编号的扇区。 信息的优化分布 例：某系统对磁盘初始化时把每个盘面分成8个扇区，今有8个逻辑记录被存放在同一个磁道上供处理程序使用，处理程序要求顺序处理这8个记录，每次请求从磁盘上读一个记录，然后对读出的记录要花5毫秒的时间处理，以后再读下一个记录进行处理，直到8个记录都处理结束。假定磁盘转速为20毫秒/周，则处理这8个记录所花费的时间是多少？ 花费时间 读一个记录需要2.5毫秒。 处理一个记录的时间为5毫秒。 当处理完一个记录（5毫秒）后，读写磁头已旋转到第4个记录位置。 为了处理第2个记录，必须等待磁盘把第2个记录旋转到读写磁头位置下面。 需要15毫秒的延迟时间。 因此，总时间为： 8×（2.5+5）+7 × 15=165MS 随堂作业（三） 假定一个活动磁盘有200个磁道，编号为0~199。当前磁头正在65道上服务，并且刚刚完成了72道上的请求。现有如下的磁盘访问请求序列（磁道号）： 16、147、68、183、95、136、112、26、165、80、120、32 试给出采用下列移臂调度算法后移动臂移动的顺序和移动总量（总磁道数）。 （1）?????? 先来先服务法 （2）?????? 最短寻找时间优先 （3）?????? 电梯法 * 进程设备请求 请求处理 设备分配程序 分配缓冲区 驱动设备运行 中断请求 分析中断原因 执行中断处理程序 内存 磁盘 预输入程序 CPU 井管理程序 缓输出程序 输入设备 输入井 输出井 输出设备 引例：? 假定一个活动磁盘有200个磁道，编号为0~199。当前磁头正在54道上服务，并且刚刚完成了39道上的