设备管理课件

1、1第五章 设备管理l“设备设备”泛指计算机系统中的泛指计算机系统中的外部设备外部设备，即除即除CPUCPU和内存和内存以外的其他所有设备。以外的其他所有设备。l除了进行实际除了进行实际I/O操作的设备外，还包操作的设备外，还包括括设备控制器设备控制器、DMADMA控制器控制器、中断控制器中断控制器、I/OI/O处理器处理器等支持设备。等支持设备。2磁带机硬盘光盘绘图仪扫描仪键盘打印机3 5.1 设备管理的功能设备管理的功能 实现对外围设备分配与回收。 按照设备类型和相应的按照设备类型和相应的分配算法分配算法决决定将定将I/OI/O设备分配给要求使用该设备的进设备分配给要求使用该设备的进程。凡程

2、。凡未分配到未分配到所需设备的进程被放入所需设备的进程被放入一个一个等待队列等待队列。4 实现外围设备的启动 现代计算机系统现代计算机系统不允许用户直接启动用户直接启动外围设备。外围设备。启动工作由工作由系统统一来做。统一来做。 实现对磁盘的驱动调度 若干个用户的信息都可以存放在磁盘上，但每一时刻只能为一个用户存取信息。这就涉及到磁盘调度的问题。5 处理外围设备的中断事件 现代计算机系统现代计算机系统中的外围设备基本上都是由中断驱动的，当“信息传送结束”或“传送过程中出现某些事件”时，会产生中断，CPU暂停正执行的程序转去处理该中断。 实现虚拟设备 把模拟成共享的独占设备，称为虚拟设备。6 5

3、.2 2 设备的分类设备的分类计算机系统配有各种各样的设备，常计算机系统配有各种各样的设备，常见的有显示器、键盘、打印机、磁带机、见的有显示器、键盘、打印机、磁带机、磁盘机、光盘、激光打印机、绘图仪、磁盘机、光盘、激光打印机、绘图仪、鼠标、图形数字化仪器，声音输入输出鼠标、图形数字化仪器，声音输入输出设备等等。可以从设备等等。可以从不同的角度不同的角度去对外部去对外部设备进行分类。设备进行分类。7 基于设备的基于设备的从属从属关系关系系统设备系统设备：操作系统生成时就纳入：操作系统生成时就纳入系系统管理范围统管理范围的设备就是系统设备，通常的设备就是系统设备，通常也称为也称为“标准设备标准设备

4、”。8 用户设备用户设备：在完成任务过程中，：在完成任务过程中，用户特殊需要用户特殊需要的设备称为用户设备。的设备称为用户设备。由于这些是操作系统生成时未经登记由于这些是操作系统生成时未经登记的非标准设备，因此需安装的非标准设备，因此需安装设备驱动设备驱动程序程序等。等。9 （2）设备中的数据组织方式）设备中的数据组织方式块设备块设备 字符设备字符设备 快速设备慢速设备10（3）基于设备的）基于设备的分配分配特性特性 可以把系统中的设备分为可以把系统中的设备分为独占独占设备、设备、共享共享设备和设备和虚拟虚拟设备三类。设备三类。独占设备独占设备 共享设备共享设备 虚拟设备虚拟设备例如例如打印机

5、打印机、独享设、独享设备的使用具有备的使用具有排它性。排它性。磁盘等设备等设备,可可以由几个用户进以由几个用户进程程交替地对它地对它进行信息的读或进行信息的读或写操作。写操作。利用某种技术，把利用某种技术，把独享设备独享设备“改造改造”成可共享的设备成可共享的设备11 5.3 独占设备的分配 5.3.1 设备的绝对号与相对号 设备的绝对号：计算机系统对每一台设备进行登记且为每台设备进行了编号，以便于区分和识别，称为设备的绝对号 设备的相对号：由用户对自己需要使用的若干台同类设备给出的编号12 5.3.2 设备的分配设备的分配 用户用户申请分配申请分配设备时，用设备时，用“设备类相设备类相对号对

6、号”来来提出使用提出使用设备的设备的要求要求，而与，而与实实际际能占用的设备能占用的设备无关无关。设备设备独立性独立性 13设设备备分分配配表表设备类表设备类表 设备表设备表 设备类设备类 拥有的拥有的总台数总台数 现存现存台数台数 设备设备表地址表地址 打印机打印机 输入机输入机 1 2 1 1 绝对号绝对号 001 002 003 好好/坏坏 好好 好好 好好 分配否分配否 未分配未分配 已分配已分配 未分配未分配 作业名作业名 J1 相对号相对号 001 14 设备如何分配？设备如何分配？用户申请使用某类设备用户申请使用某类设备 查查设备类设备类表表 现存台数现存台数=申请台数？申请台数

7、？ 分配分配该类该类设备，并修设备，并修改改设备类表设备类表和和设备表设备表，启动启动设备设备等等 待待 是是 否否 用户用户A的作业的作业J3申请使用一台打印机，分配否？申请使用一台打印机，分配否？ 用户用户B申请使用两台输入机，分配否？申请使用两台输入机，分配否？ 15设设备备分分配配表表设备类表设备类表 设备表设备表 设备类设备类 拥有的拥有的总台数总台数 现存现存台数台数 设备设备表地址表地址 打印机打印机 输入机输入机 1 2 1 1 绝对号绝对号 001 002 003 好好/坏坏 好好 好好 好好 分配否分配否 未分配未分配 已分配已分配 未分配未分配 作业名作业名 J1 相对号

8、相对号 001 0已分配已分配J3*16 设备如何回收？设备如何回收？根据根据作业名作业名查找查找设备设备表表 把标志修改成把标志修改成“未分配未分配”，清除清除作业名作业名 修改修改“设备类设备类”表表 作业作业J1执行完毕，如何回收？执行完毕，如何回收？ 17设设备备分分配配表表设备类表设备类表 设备表设备表 设备类设备类 拥有的拥有的总台数总台数 现存现存台数台数 设备设备表地址表地址 打印机打印机 输入机输入机 1 2 1 1 绝对号绝对号 001 002 003 好好/坏坏 好好 好好 好好 分配否分配否 未分配未分配 已分配已分配 未分配未分配 作业名作业名 J1 相对号相对号 0

9、01 未分配未分配218 1.现代计算机系统不允许用户直接启动外围设备，这是为了（） A.统一由通道程序控制 B.统一由通道程序启动 C.防止用户错误启动外设 D.处理外围设备的中断事件C19 2.把打印机归入独占设备类的原因是（） A.任何时候都只能够由一个作业在使用它 B.任何时候都只能够由一个进程在使用它 C.一旦被一个作业占用，在该作业结束前不允许其他作业使用它 D.一旦被一个作业占用，在该作业放弃它之前不允许其他作业使用它D20 3、从使用角度对下列外围设备进行分、从使用角度对下列外围设备进行分类，属于可共享的设备是类，属于可共享的设备是( ) A、绘图仪、绘图仪B、键盘、键盘 C、

10、打印机、打印机D、磁盘机、磁盘机D21 4现代计算机系统不允许用户直接启动外部现代计算机系统不允许用户直接启动外部设备的动机并非是为了（设备的动机并非是为了（ ） A减轻用户的负担减轻用户的负担 B提高系统的可靠性提高系统的可靠性 C提高信息在主存储器和外设间传输的效率提高信息在主存储器和外设间传输的效率 D实现对外设的分配与回收实现对外设的分配与回收CC225.4 磁盘的调度 23021345磁头号磁头号24磁道磁道系统对系统对磁道磁道从从外向内外向内进行编进行编号，从号，从0开始，开始，称为称为磁磁道号道号扇区扇区按磁盘旋按磁盘旋转的反向、转的反向、从从0开始开始为每个扇为每个扇区编号，区

11、编号，称为称为“扇扇区号区号”01201236745块块25磁盘的访问时间构成 磁盘的物理构造决定了一次磁盘的I/O操作，物理记录的位置必须由柱面号，磁头号（盘面号），扇区号三个参数共同确定。26寻找时间寻找时间延迟时间延迟时间27 5.4 磁盘的驱动调度执行执行一次一次磁盘的磁盘的/ /需要花费需要花费的时间：的时间：寻找时间寻找时间：在移动臂的带动下，把：在移动臂的带动下，把磁头磁头移动到移动到指定柱面指定柱面所需要的时间。所需要的时间。延迟时间延迟时间：将指定的：将指定的扇区扇区旋转到旋转到磁磁头下头下所需要的时间。所需要的时间。传输时间传输时间：由磁头进行：由磁头进行读读/ /写写，完

12、成完成信息传送信息传送所需要的时间所需要的时间等待等待时间时间28要使磁盘利用率高，应尽量减少要使磁盘利用率高，应尽量减少每次每次I/OI/O操作的操作的访问时间访问时间寻找时间约占寻找时间约占整个访问时间整个访问时间的的29磁磁盘盘调调度度移臂移臂调度调度 旋转旋转调度调度 目标：尽可目标：尽可能减少能减少寻找寻找时间时间目标：尽可目标：尽可能减少能减少延迟延迟时间时间30 5.4.1 移臂调度先来先服务先来先服务以以I/OI/O请求请求到达到达的的先后先后次序次序作作为为磁盘磁盘调度的调度的顺序顺序最短查找时间最短查找时间优先优先电梯调度电梯调度策略策略31例题：假定某磁盘共有例题：假定某

13、磁盘共有200200个柱面，编号为个柱面，编号为01990199，如果，如果当前正在当前正在为访问为访问125125号号柱面的请柱面的请求者服务。这时又有若干个请求者要使用磁求者服务。这时又有若干个请求者要使用磁盘，它们必须等待。假定这些访问者依次要盘，它们必须等待。假定这些访问者依次要访问的柱面号为：访问的柱面号为：8686、147147、9191、177177、9494、150150、122122、175175、130.130.当访问当访问125125号柱面的服号柱面的服务结束后，用务结束后，用FCFSFCFS算法算法为他们服务的次序。为他们服务的次序。32磁头总共滑过了磁头总共滑过了50

14、7507个磁道的距离个磁道的距离0 0868614714791911771779494150150122122175175130130125125先来先服务调度算法先来先服务调度算法 33 “最短寻找时间优先最短寻找时间优先”算法算法 总是让总是让寻找时间最短寻找时间最短的那个请求访问的那个请求访问者者先执行先执行，而，而不管不管访问者到来的访问者到来的先后次先后次序序 340 0868614714791911771779494150150122122175175130130125125磁头总共滑过了磁头总共滑过了149149个磁道的距离个磁道的距离最短寻找时间优先最短寻找时间优先 35优点：

15、优点：吞吐量吞吐量高高平均相应时间平均相应时间低低缺点：缺点： 对用户的服务对用户的服务请求的响应机会请求的响应机会不均等不均等36 前两种算法：如果前两种算法：如果I/OI/O请求请求很多很多，移动臂就，移动臂就有可能会里外地来回有可能会里外地来回“振动振动”，极大地影响了极大地影响了输入输入/ /输出的工作效率输出的工作效率37电梯电梯调度调度策略策略 思想：选择请求队列中，按思想：选择请求队列中，按磁臂前进磁臂前进方向方向其所在柱面其所在柱面最接近磁头最接近磁头的访问请求作的访问请求作为下一个服务对象，为下一个服务对象，直到直到该方向该方向无访问请无访问请求求，磁臂才，磁臂才改变方向改变

16、方向，依次响应，依次响应另一方向另一方向的访问请求。的访问请求。扫描扫描策略策略38 由于此调度算法与移动臂由于此调度算法与移动臂当前的移动方向当前的移动方向有关，因此有关，因此移动臂移动的移动臂移动的结果路线结果路线应该应该有有两个两个情况。情况。39磁头总共滑过了磁头总共滑过了146 146 个磁道的距离个磁道的距离0 0868614714791911771779494150150122122175175130130125125电梯调度策略电梯调度策略 40磁头总共滑过了磁头总共滑过了130130个磁道的距离个磁道的距离0 086861471479191 94941501501221221

17、75175130130125125电梯调度策略电梯调度策略 41 42.若请求访问磁盘柱面2、4、7、9的要求已经依次到达，目前磁头位于柱面5，并正朝着柱面号大的方向移动。在这种情况下，比较现有的三种移臂调度算法(先来先服务、最短寻找时间优先和电梯调度)，_算法需移动的柱面数最多。电梯调度算法电梯调度算法42 5.4.2 旋转调度旋转调度访问访问同一磁头同一磁头下的下的不同编号不同编号扇区扇区 访问访问不同磁头不同磁头下的下的不同编号不同编号扇区扇区 访问访问不同磁头不同磁头下的下的相同编号相同编号扇区扇区 对对先到达先到达磁头下的磁头下的扇扇区区进行信息进行信息传送传送 任意选择任意选择一个

18、一个进行读写，进行读写，其余其余的的必须等扇区必须等扇区再再次转到次转到磁头下磁头下43 例如：有四个访问例如：有四个访问5号柱面的访问者，号柱面的访问者，访问要求如下：访问要求如下：请求次序请求次序 柱面号柱面号 磁头号磁头号 扇区号扇区号 541515545528（1）（2）（3）（4）进行旋转调度后，执行次序为：进行旋转调度后，执行次序为：( 1 )( 1 )、（2 2）、（）、（4 4）（）（3 3）或或（1 1）、（）、（3 3）（）（4 4）（）（2 2）44 49.对于一个每磁道8个扇区的磁盘，若4个访问柱面3的请求A、B、C、D同时出现，它们对应的(磁头号，扇区号)分别是(1，

19、2)、(2，2)、(3，5)、(4，4)，且当前磁头在扇面1的位置。请给出进行旋转调度后，满足这四个请求的次序。ADCB或或BDCA45 信息在磁道上的信息在磁道上的排列方式排列方式也会影响旋转也会影响旋转调度的时间调度的时间 5.4.3 信息的优化分布信息的优化分布L1L2L6L8L5L4L3L7假定要求假定要求顺序处理顺序处理这这8 8个记录。对读出的纪录个记录。对读出的纪录花花5ms5ms处理。磁盘处理。磁盘转速转速为为20ms/20ms/周周。求总用时？。求总用时？46 （1 1）解：由）解：由磁盘转速为磁盘转速为20ms/20ms/转转得：读一个记得：读一个记录所需时间为（录所需时间

20、为（ ）msms。从。从L1L1记记录录到达到达磁头下磁头下开始计时，得：开始计时，得： 从开始读记录从开始读记录L1L1到处理完到处理完L1L1用时为用时为 从处理完从处理完L1L1到处理完到处理完L2L2用时为：用时为：L2L2记录的延迟时间记录的延迟时间+ +读取时间读取时间+ +处理时间处理时间= = （ ）+ +（ ）+ +（ ）= =（ ） 同理从处理完同理从处理完L2L2记录到处理完记录到处理完L3L3记录，。记录，。从处理完从处理完L7L7记录到处理完记录到处理完L8L8记录用时与此相等记录用时与此相等 故顺序处理完这些记录总用时为（故顺序处理完这些记录总用时为（ ）+ +7

21、7（ ）= =（ ）20ms8=2.52.5+5=7.5ms62.52.522.5 ms7.5ms22.5 ms 165ms547 （2 2）为节省处理时间，记录存放应作优）为节省处理时间，记录存放应作优化，优化后存放如图：化，优化后存放如图： 优化后：读优化后：读;L1;L1记录并处理记录并处理L1L1用时仍为（用时仍为（ ），但），但处理完处理完L1L1后磁头后磁头正好到达正好到达记录记录L2L2开始，故接着直接可以开始，故接着直接可以读读L2L2并处理并处理L2L2，其他纪录处理，其他纪录处理与此相同，中间与此相同，中间无延迟时间无延迟时间。故优化后总用时故优化后总用时 8 8（ ）=

22、=7.5ms7.5ms60msL1L2L6L8L5L4L3L7484l.通过记录在磁道上的优化分布，可以通过记录在磁道上的优化分布，可以减少减少_时间。时间。延迟延迟58ms49 5.5 设备的启动和设备的启动和I/O中断处理中断处理主主存存外围设备外围设备输入输出输入输出操作操作50 5.5.1 通道通道四种四种/ /控制方式：控制方式：查询查询方式方式中断中断方式方式直接内存存取直接内存存取方式方式通道通道方式方式主要区别：主要区别：处理器和外处理器和外设设并行工作并行工作的的方式方式和和程程度度不同不同51 查询方式循环测试方式循环测试方式机械部件机械部件设备控制器设备控制器状态寄存器状

23、态寄存器数据缓冲寄存器数据缓冲寄存器具体实现：具体实现：设备设备启动时启动时，状态寄状态寄存器存器的启动位为的启动位为0 0，此时外，此时外设把设把数据数据送往送往数据缓冲寄数据缓冲寄存器存器，并，并状态位状态位置置1 1,CPU,CPU执执行完一条指令后测试状态行完一条指令后测试状态位，位，是是1 1，则从缓冲寄存器，则从缓冲寄存器中中取出数据取出数据到到内存内存，否则，否则再测试再测试，直到状态位为，直到状态位为1 10data1CPU52例如：打印机打印一行需要例如：打印机打印一行需要60ms,60ms,在查询方式在查询方式中中, ,大约大约59.99ms59.99msCPUCPU都处于

24、都处于循环等待循环等待缺点：浪费缺点：浪费CPU时间时间53 中断方式 中断方式是指设备完成I/O操作后，主动向CPU报告，CPU只用少量时间处理I/O中断，并将数据取回.54例如：打印机打印一行需要例如：打印机打印一行需要60ms,60ms,在查询在查询方式中方式中, ,大约大约59.99msCPU59.99msCPU都处于循环等待，都处于循环等待，若采用若采用中断方式中断方式，CPUCPU仅花费仅花费0.1ms0.1ms来来处处理理I/OI/O设备发来的设备发来的中断中断55 直接内存存取方式 每传送每传送一个一个数据数据不会不会产生产生中断中断，只有，只有本本次次DMADMA传送的传送的

25、数据全部数据全部传送传送完毕时，完毕时，才才产产生中断生中断硬盘硬盘内内存存数据数据DMA方式，方式，用于用于批量的批量的数数据传输据传输erect emory cess56 DMA方式只能完成简单的数据传送，计数，内存地址加1或减1操作，不能满足复杂I/O操作请求57 5.5 通道方式又称又称I/OI/O处理器处理器，是，是专专用用于管理于管理内存内存和和外设外设之间之间信息交换信息交换的的小型小型处理器处理器 通道通道能够去读取和执行它能够去读取和执行它自己的指令自己的指令，指令，指令功能包括数据功能包括数据传送传送、检索检索、分支、分支转移转移、甚至简单、甚至简单的的算术、逻辑算术、逻辑

26、运算运算大、中型大、中型计算机系统和计算机系统和高档微机高档微机系统中普遍采用系统中普遍采用58 5.5.2 外围设备的启动外围设备的启动CPU输入输出输入输出工作工作通道通道执行执行通通道程序道程序 59 1. 通道程序通道程序 若干条通道命令（若干条通道命令（CCW: Channel Command Word)组成的程序组成的程序命令码命令码数据主存地址数据主存地址传送字节个数传送字节个数标识码标识码6007 831 3239 4063命令码命令码 数据主存地址数据主存地址 标志码标志码 传送字节个数传送字节个数 规定规定外围设备外围设备所执行的所执行的动作动作，主要有主要有三类三类：数数

27、据传输类据传输类、通道、通道转移类、转移类、设备控设备控 制类制类对于对于不同的不同的命命令，所表示令，所表示含含义不同义不同通道程序通道程序即即将结束的将结束的标标志。志。“0”表表示本条命令示本条命令为为最后一条最后一条，执行完后通执行完后通道程序结束。道程序结束。否则为否则为“非非0” 对于对于传送类指令传送类指令，指，指该命令该命令应传送的应传送的字节个数，字节个数，每传送每传送一个字节一个字节的数据，的数据，该值减该值减1 ，直至，直至为为0，本，本次次传送结束传送结束61 例：例： 任务：任务：要求打印机输出一行信息：要求打印机输出一行信息：“Operating System” 输

28、出位置：输出位置：新的一页第四行新的一页第四行 信息存放位置：信息存放位置：主存主存L号开始的区域，号开始的区域，含空格共含空格共16个字符个字符62 通道命令了解：通道命令了解： 命令码命令码07：表示：表示“走纸到新的一页开始走纸到新的一页开始” 命令码命令码EF：表示：表示“走纸三行走纸三行” 命令码命令码F9: 表示表示“打印一行信息打印一行信息” 标志码标志码60：表示：表示“还有后继指令还有后继指令”07 EFF9命令码命令码 数据主存地址数据主存地址 标志码标志码 传送字节个数传送字节个数 L000010 60 60 000000000000 00010001通道程序通道程序63

29、 2. 外围设备的启动编写编写通道程序通道程序 CPUCPU执行执行“启动启动I/OI/O”指令指令启动通道启动通道工作，工作，由通道执行通道程序，由通道执行通道程序，控制设备控制设备进行进行输入输出输入输出工作工作 完成完成“I/O”I/O”操作，通道向操作，通道向CPUCPU报告报告，CPUCPU处理该中断处理该中断 执行情况记录执行情况记录在在CSW（通道通道状态字）中状态字）中64CPU主主 存存作业作业1 1作业作业2 2作业作业3 3输入机输入机 打印机打印机并行工作并行工作65 5.5.3 I/O中断事件的处理中断事件的处理 I/O中断中断是是通道通道与与CPU之间之间协调工作协

30、调工作的手段。的手段。中断事件中断事件可分为可分为两大类两大类：操作操作正常正常结束结束操作操作异常异常结束结束66 操作正常结束操作正常结束 CSW通道状态字内容为：通道状态字内容为：通道结束通道结束、设设备结束备结束、控制器结束控制器结束时表示时表示正常正常结束结束CPUCPU查查设备分配表设备分配表，得到，得到哪个作业哪个作业（进程）使用（进程）使用的该设备，并把的该设备，并把该作业的状态该作业的状态由由“等待等待”变为变为“就绪就绪”67 操作异常结束操作异常结束接口错接口错通道程序错通道程序错控制错控制错数据错数据错通道程序复执通道程序复执 打印机纸用完打印机纸用完磁带写满磁带写满操

31、作员排出故障即可操作员排出故障即可 681。在主机。在主机I/0系统中，通道是（系统中，通道是（ ） A. I/0 端口端口 B. 软件工具软件工具 C. 数据通道数据通道 D. I/O 专用处理机专用处理机D69 1关于通道的功能，不正确的描述是关于通道的功能，不正确的描述是（ ） A通道使主机以标准接口连接不同的外围设通道使主机以标准接口连接不同的外围设备备 B通道使通道使CPU无需直接控制外部设备无需直接控制外部设备 C通道完成逻辑文件和物理文件的相互转换通道完成逻辑文件和物理文件的相互转换 D通道为外部设备的并行工作创造了条件通道为外部设备的并行工作创造了条件 2并非由通道完成的工作是

32、（并非由通道完成的工作是（ ） A执行执行“启动启动IO”指令指令 B控制指定设备控制指定设备完成通道命令完成通道命令 C记录设备的工作状态记录设备的工作状态D形成形成IO中断中断CA70 3.当通道发出I/O中断请求后，需要操作员进行干预的情况是（） A.了解I/O操作的执行情况 B.转入操作系统进行中断处理 C.若I/O操作异常，启动I/O复执 D.I/O复执失败D71 4I/O中断事件或是由于中断事件或是由于_ 的执行引起，或是由于的执行引起，或是由于_ 的原因而引起。的原因而引起。 通道程序通道程序外界外界72 4.通道的出现把_从耗时的输入输出操作中解放出来。CPUCPU等待状态等待

33、状态就绪状态就绪状态73DC74 5.6 缓冲技术 1.引入缓冲技术的原因可以提高CPU、通道、I/O设备间并行操作程度改善CPU和和I/O设备之间设备之间速度不匹配的情况的情况可以可以减少I/O对对CPU的的中断次数次数75 缓冲的分类硬件硬件缓冲缓冲软件软件缓冲缓冲专用的专用的寄存器寄存器作为缓冲器作为缓冲器内存内存中若干单中若干单元作为缓冲区元作为缓冲区76 根据系统设置缓冲区的个数，可以分为三种：单单缓冲缓冲双双缓冲缓冲缓冲池缓冲池77 单缓冲单缓冲产生数据者产生数据者不是不是把数据把数据直接送给直接送给接收数据者接收数据者, ,而而是把数据送入到所设置的是把数据送入到所设置的缓冲区缓

34、冲区中。接收数据者中。接收数据者总是总是从缓冲区中去取所需要的数据从缓冲区中去取所需要的数据78双缓冲双缓冲整个整个I/OI/O的路线是的路线是先先1 1后后2 2，并且，并且交替交替进行进行79缓冲池缓冲池既用于既用于输入输入，也用于，也用于输出输出受系统的受系统的统一统一管理和调配管理和调配80在缓冲池中有在缓冲池中有3 3类类缓冲区，一类缓冲区，一类现在现在用于用于输输入入；一类；一类现在现在用于用于输出输出；还有一类为；还有一类为空闲空闲，既可用于输入，也可用于输出。既可用于输入，也可用于输出。81（3）基于设备的）基于设备的分配分配特性特性 可以把系统中的设备分为可以把系统中的设备分

35、为独占独占设备、设备、共享共享设备和设备和虚拟虚拟设备三类。设备三类。独占设备独占设备 共享设备共享设备 虚拟设备虚拟设备例如例如打印机打印机、独享设、独享设备的使用具有备的使用具有排它性。排它性。磁盘等设备等设备,可可以由几个用户进以由几个用户进程程交替地对它地对它进行信息的读或进行信息的读或写操作。写操作。利用某种技术，把利用某种技术，把独享设备独享设备“改造改造”成可共享的设备成可共享的设备 5.7. 虚拟设备虚拟设备82CPU主主 存存作业作业1 1作业作业2 2作业作业3 3输入机输入机 打印机打印机作业作业4 4作业一、二执行过程中分别提作业一、二执行过程中分别提出对输入机和打印机

36、的使用申出对输入机和打印机的使用申请，分配否？接着作业三、四请，分配否？接着作业三、四执行过程中也分别提出对输入执行过程中也分别提出对输入机和打印机的使用申请，分配机和打印机的使用申请，分配否？否？83虚虚拟拟设设备备为提高为提高独占设备独占设备的利用率，从而提高的利用率，从而提高作业吞吐量，通过作业吞吐量，通过某种技术某种技术，把，把独占独占设备设备模拟成模拟成共享设备共享设备（用户（用户感觉上感觉上），），称为称为虚拟设备虚拟设备84 目的目的: : 是为了将慢速的是为了将慢速的独占设备独占设备改造成多个改造成多个用户用户共享的共享的设备，以设备，以提高提高设备的设备的利用率利用率脱机脱机

37、外围设备操作外围设备操作联机联机同时外围设备操作同时外围设备操作85 5.7.1 脱机外围设备操作脱机外围设备操作一批作业信息一批作业信息外围计算机外围计算机1磁盘磁盘主机计算机主机计算机1执行执行结果结果作业作业信息信息执行执行结果结果外围计算机外围计算机2结果结果86 5.7.2 联机同时外围设备操作联机同时外围设备操作实现这一功能的技术称为实现这一功能的技术称为SPOOLing技术技术87 SPOOLing系统中实现虚拟设备的软件功能模块由三部分组成：预输入程序预输入程序缓输出程序缓输出程序井管理程序井管理程序预先把作业的全部信息输入到磁盘的输入井中定期查看定期查看“输出输出井井”中是否有