操作系统原理 第九章 设备管理精品.pptVIP

2）SPOOLing系统的组成 （1）输入井和输出井（外存） 磁盘上开辟的两个存储区域。 （2）输入缓冲区和输出缓冲区（内存） （3）输入进程SPi和输出进程SPo 3）SPOOLing系统的工作过程 4）共享打印机 ① 由输出进程在输出井中为之申请一个空闲磁盘块区， 并将要打印的数据送入其中； ② 输出进程再为用户进程申请一张空白的用户请求打印表，并将用户的打印要求填入其中， 再将该表挂到请求打印队列上。 五、磁盘IO 1、磁盘性能概述 1）固定头磁盘 2）移动头磁盘 2、数据的组织 柱面号、磁头号、扇区号 3 、磁盘访问时间 1)寻道时间Ts：把磁头从当前位置移动到指定磁道上所经历的时间，由启动磁盘的时间S和磁头移动n条磁道所经历的时间。 2)旋转延迟时间Tr：固定扇区转动到磁头下面所经历的时间 3)传输时间Tt：把数据从磁盘读出或向磁盘写入数据所经历的时间 4、磁盘调度算法 1）先来先服务FCFS 根据进程请求访问磁盘的先后次序进行调度 优点：公平、简单； 缺点：平均寻道时间可能较长，仅适用于磁盘请求较少的场合。 2）最短寻道时间优先SSTF 选择要求访问的磁道与当前磁头所在的磁道距离最近的进程（磁盘请求），使每次的寻道时间最短。 SSTF算法虽然能获得较好的寻道性能， 但却可能导致某个进程发生“饥饿”(Starvation)现象。因为只要不断有新进程的请求到达，且其所要访问的磁道与磁头当前所在磁道的距离较近，这种新进程的I/O请求必须优先满足。对SSTF算法略加修改后所形成的SCAN算法，即可防止老进程出现“饥饿”现象。 3）扫描算法SCAN 磁头每次只作单方向移动，直到到达边缘磁道为止，然后再作反向移动。 下一次待访问的磁道只能在此头移动的前方，且选择磁头移动距离最近的一个磁盘请求响应。 又称为“电梯调度算法”。 消除了饥饿现象。 4）扫描CSCAN 磁头只作由内向外的单方向扫描，到达外边缘后，则返回最内侧的磁道重新进行下一轮扫描。 改进了对于边缘区磁道访问的不公平。 5）N-Step-SCAN算法 “磁臂粘着”现象：一个或几个进程对某一磁道有较高的访问频率时，造成磁头的“不移动”现象。 N步扫描：把磁盘访问请求排成长度为N的多个队列。系统在处理完一个磁盘请求队列的工作后，再响应其它队列的请求。 6）FSCAN算法 对N步扫描的简化。只排两个队列：当前队列、等待队列。 六、IO软件的组成 IO设备管理软件结构的基本思想是分层构造，把设备管理软件组织成一系列的层次，低层与硬件相关，高层则向用户提供提供一个友好清晰而统一的接口。 一般的io软件分为四层，中断处理程序、设备驱动程序、与设备无关的操作系统软件和用户级软件。从功能上看，与设备无关层是io管理的主要部分，从代码量上看，设备驱动层是io管理的主要部分。 1、中断处理程序 1）中断的基本概念 CPU对系统发生的某个事件作出的一种反应 CPU暂停正在执行的程序，保留现场后自动转去执行相应事件的处理程序，处理完成后返回断点，继续执行被打断的程序 特点： (1) 中断随机的 (2) 中断是可恢复的 (3) 中断是自动处理的 几个重要概念：中断源 中断请求 中断响应 禁止中断 开、关中断 中断屏蔽 2)中断的分类和优先级 外中断（中断） 内中断（陷阱） 3) 软中断 通过硬件产生相应的中断请求，称为硬中断。 软中断是通信进程之间通过模拟硬中断而实现的一种通信方式。 4)中断处理过程 5)设备管理程序和中断方式 2、设备驱动程序 设备密切相关的代码放在设备驱动程序中，每个设备驱动程序处理一种设备类型 每一个控制器都设有一个或多个设备寄存器，用来存放向设备发送的命令和参数。设备驱动程序负责释放这些命令，并监督它们正确执行 一般，设备驱动程序的任务是接收来自与设备无关的上层软件的抽象请求，并执行个请求。 1）设备驱动程序的功能 l?? 接收由I/O进程发来的命令和参数，转换为具体要求； l?? 检查用户I/O请求的合法性，了解设备状态，传递或设置参数； l?? 发出I/O命令，启动设备，或挂在相应的设备队列上； l?? 及时响应由控制器或通道发来的中断请求； l??对于设有通道的计算机系统，根据I/O请求自动构成通道程序。 2）设备驱动程序