操作系统 5、6章.doc

第五章 设备管理1.设备： 又称为i/o（输入/输出）设备，泛指计算机系统中除主机以外的所有外部设备 。2.计算机设备分类：按信息传输速率分类： 低速设备：0-几百字节/每秒；中速设备：几千到数万/每秒；高速设备十万以上/每秒。按信息交换单位分类：字符设备；块设备。按设备属性分类：独占设备，共享设备，虚拟设备。按使用特性分类：存储设备，输入/输出设备。3.设备控制器： 是位于i/o设备与cpu之间的电子部件，其主要职责是控制一个或多个i/o设备，实现设备与计算机存储器之间的数据交换。它在i/o设备与cpu之间起着接口作用，它接收来自cpu的命令，并根据收到的命令控制i/o设备完成具体的输入输出操作，以便cpu从烦琐的设备控制事物中解脱出来。4.设备控制器的功能： 接受和识别命令、数据交换、地址识别、标识和报告设备的状态、数据缓冲、差错控制。5.通道：为了进一步减少cpu对输入/输出的干预，在大、中型计算机的cpu与设备控制器之间增添了新的控制部件-通道。通道又称i/o处理器，其职责是专门负责输入/输出工作。通道具有自己的指令系统，通过运行由通道指令构成的通道程序控制i/o设备完成复杂的输入/输出操作。6.输入/输出控制的宗旨： 尽量减少cpu对输入/输出操作的干预，将cpu从繁忙的输入/输出任务中解脱出来，以便它有更多时间去完成数据处理任务。7.程序直接输入/输出控制方式： 又称为查询方式或忙-等待方式，主要应用在早期的计算机系统中，cpu对i/o设备的控制只能由程序直接控制。8.中断输入/输出控制方式：9.DMA输入/输出控制方式10.通道输入/输出控制方式： 步骤： A当进程提出输入输出请求时，cpu对通道发出启动命令且传送相应参数，然后转向处理其他事物。B 通道更具收到的启动命令，调出通道程序执行，于是设备、通道、cpu并行工作。C通道逐条执行通道程序中的通道命令，指示设备完成规定的操作，控制完成设备与内存之间的数据传输。D数据传输完毕后，通道向cpu发出中断请求。E：cpu相应通道提出的中断请求，对这次输入输出进行结束处理。11.实现缓冲的两种方法： 一：采用专门的硬件缓冲器，如设备控制器中的数据缓存器； 二：在内存中开辟一段存储区作为缓冲区。由于硬件缓冲器成本较高，一般用内存缓冲区来临时存放输入输出数据12.单缓冲： 指在cpu与设备之间设置了一个缓冲区。当cpu与设备之间进行交换数据时，需先将被交换的数据写入缓冲区，然后再由数据的设备或cpu从缓冲区中取走数据。 13.双缓冲： 又称缓冲对换，在cpu与设备之间设置两个缓冲区。缓冲区1设备用户进程缓冲区214.循环缓冲： 可以将多个缓冲中的多个缓冲区组织成循环队列，此时的多缓冲称为循环缓冲。循环缓冲中的每个缓冲区大小相同，且根据缓冲区的当前状态，可以将它们划分为3种类型：空缓冲区E、用于装入数据；满缓冲区G，已经装满数据；当前工作缓冲区C，当前正在使用的缓冲区。15.缓冲池： 公共缓冲池技术是指缓冲池中的缓冲区可以供可以提供各种生产者和消费者共享。16.用于设备分配的数据结构 主要有A设备控制表DCT、用于记录设备的类型、状态、与控制器连接的情况等信息B控制器控制表COCT、：C通道通道控制表CHCT、用来记录对应控制器和通道的状态、连接情况及其他控制信息。D系统设备表SDT：记录了已连接到系统的所有物理设备的相关信息17.设备分配策略： A按照设备的固有属性，可以将设备分成： 独立设备、共享设备、虚拟设备。 B设备分配存在静态分配和动态分配两种 C设备分配算法：先来先服务算法 和 优先级高者优先算法。 D设备独立性：18.输入/输出软件： 是用户使用外部设备过程中，与输入/输出操作有关的软件。用户进程的输入/输出请求需要通过输入/输出软件完成。19.设备驱动程序： 是具体驱动设备进程工作的软件集合，它包括了所有与设备相关的代码。设备驱动程序用于实现输入/输出进程与设备进程器之间的通信，它接收从设备无关软件传来的抽象设备操作要求（如read、write等命令），在将他转变为具体操作要求后，再发送给设备控制器，启动设备去执行；反之，它也将由设备控制器发来的信息传给上层软件。 20.设备驱动主要功能：A接受由输入/输出进程发来的命令和参数，并将命令中的抽象要求转化为具体要求。B:检查用户输入/输出请求的合法性，了解i/o设备的状态，传递有关参数，设置设备的工作方式。C：发出i/o出命令，启动i/o设备。D：对具有通道的计算机系统，设备驱动程序还要根据用户的输入/输出请求，自动构成通道程序21：输入/输出中断处理程序： A：唤醒被阻塞的驱动程序。 B：保存被中断进程的cpu环境 C: 分析中断原因，转入相应的具体设备中断处理程序。 D: 执行具体的设备中断处理程序进行中断处理。 E: 退出中断处理，恢复被中断进程现场22.虚拟设备： 虚拟设备常采用SPOOLing技术实现。SPOOLing技术又称为假脱机操作技术，它在联机情况下实现脱机输入/输出功能。23.磁盘存储管理： 目前常用的存储设备有：磁盘、磁带、光盘、闪存等。24.磁盘调度方法： A:先来先服务调度算法， B:最短寻道时间优先调度算法： C:扫描调度算法： D:循环扫描调度算法： E:分布扫描调度算法： F:FSCAN调度算法：25.提高磁盘输入/输出速度的方法： A：磁盘高速缓存 B: 提前读 C: 延迟写 D: 虚拟盘26.linux中的设备管理:27window XP中的设备管理。第六章： 文件管理1.文件系统将信息组织成文件的形式进行存储、检索、更新、共享、保护文件的手段。由操作系统管理文件，不仅方便了用户，而且可以显著提高系统资源的利用率。2.文件是一组相关信息的集合，它是文件系统管理的基本对象。 文件的属性： 文件名、文件类型、文件长度、文件属主、文件权限、文件物理位置、文件时间。3.文件系统具有的功能：A文件存储空间管理B文件名到外存物理地址映射C文件目录的操作管理D实现文件的共享、保护和保密。E文件的目录的用户接口4.文件分类： 按文件的性质和用途分类： 系统文件、库文件、用户文件 按文件的存储控制属性分类：只读文件、读写文件、只执行文件。 按文件是否经过编译和链接分类：源文件、目标文件、可执行文件。 按文件的内容分类：普通文件、目录文件、设备文件。5.文件基本操作： 创建文件、删除文件、读文件、写文件、及设置文件读/写指针位置等6文件的逻辑结构： 指文件在用户面前呈现出的组织形式、7.文件的物理结构： 指文件在外存上具体的存储方式，其存储方式与存放文件的物理介质有关。 基本物理结构：连续结构、链接结构、索引结构、散列结构。8.文件目录： 它是一种数据结构，它将若干文件的文件名、物理地址及其他属性按照一定的方式组织在一起，用于实现文件检索等目的。通过文件目录，只要给出文件名，就能快速、准确地找到该文件在外存的存储位置，从而对它实现“按名存取”。9.文件控制块： 为了描述、管理和控制文件，操作系统为每个文件设置了专门的数据结构，称为文件控制块FCB。每个文件有一个文件控制块，它是该文件的唯一标识，文件管理程序真是借助文件控制块中的信息管理和操作文件。10.目录结构： 是指文件目录的组织形式。11.目录检索技术： A线性检索法：基本思想：从根目录或当前目录开始，依次从路径，名上分离出的目录名，在对应的目录文件中进行匹配操作，知道找到欲访问文件的物理位置或确定待查文件不存在。 B散列检索法：以文件名为自变量，代入创建文件目录时使用的散列函数，计算出散列函数值，则得到该文件的目录项在文件目录中的索引号，利用这个索引号从文件目录中直接找到欲访问文件的目录项，从而获得该文件的物理地址。12.文件存储空间管理： 常用的文件存储空间管理方法有：空闲区表法、空闲块链表法、位示图法、成组链接法。13.文件共享： 文件共享指多个用户可以通过相同名或不同名使用同一个文件，这样系统