计算机设备分配与处理

第五章设备管理5.1I/O系统5.2I/O控制方式5.3缓冲管理5.4设备分配5.5设备处理5.6磁盘存储器管理5.1I/O系统5.1.1I/O设备1.I/O设备的类型1)按传输速率分类按传输速度的高低，可将I/O设备分为三类。第一类是低速设备，这是指其传输速率仅为每秒钟几个字节至数百个字节的一类设备。属于低速设备的典型设备有键盘、鼠标器、语音的输入和输出等设备。第二类是中速设备，这是指其传输速率在每秒钟数千个字节至数万个字节的一类设备。典型的中速设备有行式打印机、激光打印机等。第三类是高速设备，这是指其传输速率在数百千个字节至数十兆字节的一类设备。典型的高速设备有磁带机、磁盘机、光盘机等。2)按信息交换的单位分类可将I/O设备分成两类。第一类是块设备(BlockDevice)，这类设备用于存储信息。由于信息的存取总是以数据块为单位，故而得名。它属于有结构设备。典型的块设备是磁盘，每个盘块的大小为512B~4KB。磁盘设备的基本特征是其传输速率较高，通常每秒钟为几兆位；另一特征是可寻址，即对它可随机地读/写任一块；此外，磁盘设备的I/O常采用DMA方式。第二类是字符设备(CharacterDevice)，用于数据的输入和输出。其基本单位是字符，故称为字符设备。3)按设备的共享属性分类这种分类方式可将I/O设备分为如下三类：独占设备。(2)共享设备。(3)虚拟设备。2.设备与控制器之间的接口图5-1设备与控制器间的接口5.1.2设备控制器1.设备控制器的基本功能接收和识别命令2)数据交换3)标识和报告设备的状态4)地址识别5)数据缓冲6)差错控制2.设备控制器的组成图5-2设备控制器的组成5.1.3I/O通道1.I/O通道(I/OChannel)设备的引入实际上，I/O通道是一种特殊的处理机。它具有执行I/O指令的能力，并通过执行通道(I/O)程序来控制I/O操作。但I/O通道又与一般的处理机不同，主要表现在以下两个方面：一是其指令类型单一，这是由于通道硬件比较简单，其所能执行的命令，主要局限于与I/O操作有关的指令；再就是通道没有自己的内存，通道所执行的通道程序是放在主机的内存中的，换言之，是通道与CPU共享内存。2.通道类型1)字节多路通道(ByteMultiplexorChannel)图5-3字节多路通道的工作原理2)数组选择通道(BlockSelectorChannel)字节多路通道不适于连接高速设备，这推动了按数组方式进行数据传送的数组选择通道的形成。这种通道虽然可以连接多台高速设备，但由于它只含有一个分配型子通道，在一段时间内只能执行一道通道程序，控制一台设备进行数据传送，致使当某台设备占用了该通道后，便一直由它独占，即使是它无数据传送，通道被闲置，也不允许其它设备使用该通道，直至该设备传送完毕释放该通道。可见，这种通道的利用率很低。3)数组组多路通道道(BlockMultiplexorChannel)数组选择通通道虽有很很高的传输输速率，但但它却每次次只允许一一个设备传传输数据。。数组多路路通道是将将数组选择择通道传输输速率高和和字节多路路通道能使使各子通道道(设备)分时并行行操作的优优点相结合合而形成的的一种新通通道。它含含有多个非非分配型子子通道，因因而这种种通道既具具有很高的的数据传输输速率，又又能获得令令人满意的的通道利用用率。也正正因此，才才使该通道道能被广泛泛地用于连连接多台高高、中速的的外围设备备，其数据据传送是按按数组方式式进行的。。3.““瓶颈””问题图5-4单单通路I/O系系统图5-5多多通路I/O系系统5.1.4总总线系统统图5-6总总线型I/O系系统结构构1.ISA和和EISA总线线1)ISA(IndustryStandardArchitecture)总线线这是为了了1984年推推出的80286型微微机而设设计的总总线结构构。其其总线的的带宽为为8位，，最高传传输速率率为2Mb/s。之之后不久久又推出出了16位的(EISA)总总线，其其最高传传输速率率为8Mb/s，后后又升至至16Mb/s，能能连接接12台台设备。。2)EISA(ExtendedISA)总总线到80年年代末期期，ISA总线线已难于于满足带带宽和传传输速率率的要求求，于于是人们们又开发发出扩展展ISA(EISA)总线，，其带宽宽为32位，总总线的传传输速率率高达32Mb/s，同样样可以连连接12台外部部设备。。2.局局部总线线(LocalBus)VESA(VideoElectronicStandardAssociation)总线2)PCI(PeripheralComponentInterface)总线线5.2I/O控控制方式式5.2.1程程序I/O方式式在程序I/O方方式中，，由于CPU的的高速性性和I/O设备备的低速速性，致致使CPU的的绝大部部分时间间都处于于等待I/O设设备完成成数据I/O的的循环测测试中，，造成成对CPU的极极大浪费费。在该该方式中中，CPU之所所以要不不断地测测试I/O设备备的状态态，就是是因为在在CPU中无中中断机构构，使使I/O设备无无法向CPU报报告它已已完成了了一个字字符的输输入操作作。图5-7程程序I/O和中断驱动动方式的流程程5.2.2中中断驱动I/O控制方方式在I/O设备备输入每个数数据的过程中中，由于无须须CPU干预预，因而可使使CPU与I/O设备并并行工作。仅仅当输完一个个数据时，才才需CPU花花费极短的时时间去做些中中断处理。可可见，这样可可使CPU和和I/O设备备都处于忙碌碌状态，从而而提高了整个个系统的资源源利用率及吞吞吐量。例如如，从终端输输入一个字符符的时间约为为100ms，而将将字符送入终终端缓冲区的的时间小于0.1ms。若采采用程序I/O方式，CPU约有99.9ms的时间间处于忙—等等待中。采采用中断驱动动方式后，CPU可利用用这99.9ms的的时间去做其其它事情，而而仅用0.1ms的的时间来处理理由控制器发发来的中断请请求。可见见，中断驱动动方式可以成成百倍地提高高CPU的利利用率。5.2.3直直接存储器器访问DMAI/O控控制方式1.DMA(DirectMemoryAccess)控制方方式的引入该方式的特点点是：①数数据传输的基基本单位是数数据块，即在在CPU与I/O设备之之间，每次传传送至少一个个数据块；②②所传送的的数据是从设设备直接送入入内存的，或或者相反；③③仅在传传送一个或多多个数据块的的开始和结束束时，才需CPU干预，，整块数据的的传送是在控控制器的控制制下完成的。。可见，DMA方式较之之中断驱动方方式，又是成成百倍地减少少了CPU对对I/O的干干预，进一步步提高了CPU与I/O设备的并行行操作程度。。2.DMA控制器的组组成图5-8DMA控制制器的组成为了实现在主主机与控制器器之间成块数数据的直接交交换，必须须在DMA控控制器中设置置如下四类寄寄存器：(1)命令令/状态寄存存器CR。用用于接收从CPU发来的的I/O命令令或有关控制制信息，或或设备的状态态。(2)内存存地址寄存器器MAR。在在输入时，它它存放把数据据从设备传送送到内存的起起始目标地址址；在输出时时，它存放由由内存到设备备的内存源地地址。(3)数据据寄存器DR。用于暂存存从设备到内内存，或从内内存到设备的的数据。(4)数据据计数器DC。存放本本次CPU要要读或写的字字(节)数。。3.DMA工作过程图5-9DMA方式式的工作流程程5.2.4I/O通通道控制方式式1.I/O通道控制方方式的引入I/O通道方方式是DMA方式的发展展，它可进一一步减少CPU的干预，，即把对一个个数据块的读读(或写)为为单位的干预预，减少为对对一组数据块块的读(或写写)及有关的的控制和管理理为单位的干干预。同时时，又可实现现CPU、通通道和I/O设备三者的的并行操作，，从而更有效效地提高整个个系统的资源源利用率。例例如，当CPU要完成一一组相关的读读(或写)操操作及有关控控制时，只需需向I/O通通道发送一条条I/O指令令，以给出其其所要执行的的通道程序的的首址和要访访问的I/O设备，通道道接到该指令令后，通过执执行通道程序序便可完成CPU指定的的I/O任务务。2.通道程程序操作码。(2)内存存地址。(3)计数数。(4)通道道程序结束位位P。(5)记录录结束标志R。操作PR计数内存地址WRITE0080813WRITE001401034WRITE01605830WRITE013002000WRITE002501850WRITE112507205.3缓缓冲管管理5.3.1缓缓冲的引入入缓和CPU与与I/O设备备间速度不匹匹配的矛盾。。(2)减少少对CPU的的中断频率，，放宽对CPU中断响响应时间的限限制。(3)提高高CPU和I/O设备之之间的并行性性。图5-10利用缓冲冲寄存器实现现缓冲5.3.2单单缓冲和双双缓冲1.单缓冲冲(SingleBuffer)图5-11单缓冲工工作示意图2.双缓冲冲(DoubleBuffer)图5-12双缓冲工工作示意图图5-13双机通信信时缓冲区的的设置5.3.3循循环缓冲1.循环缓缓冲的组成图5-14循环缓冲冲（1）定定义循环环缓存：#defineMAX_BUFF_LEN1024//定义缓缓存大小typedefstruct//定义数数据结构{uintdata;}DATA_BUFF_T;typedefstruct//定义缓缓存结构{uintreadPos;uintwritePos;DATA_BUFF_TDATA[MAX_BUFF_LEN];}DATAS_BUFF_T;staticDATAS_BUFF_TBuff0;//定义缓缓存（2）初始化化循环缓存：：Buff0.readPos=0;Buff0.writePos=0;（3）判断缓缓存中是否有有数据：BOOLHaveData_Buff(void){if(Buff0.readPos!=Buff0.write.Pos){return1;}else{return0;}}（4）向缓存存中写数据：：BOOLWriteData(uintdata){uintnextPos;nextPos=(Buff0.writePos+1)%MAX_BUFF_LEN;if(nectPos!=Buff0.readPos)//判断缓存是否否满{Buff0.DATA[writePos].data=data;Buff0.writePos=nextPos;return1;}else{return0;}}（5）从缓存存中读数据：：uintReadData(void){uintdataTemp;if(HaveData_Buff()==1){dataTemp=Buff0.DATA[ReadPos].data;ReadPos=(ReadPos+1)%MAX_BUFF_LEN;}return

dataTemp;}2.循环缓缓冲区的使用用Getbuf过程。(2)Releasebuf过程程。3.进程同同步Nexti指指针追赶上Nextg指指针。(2)Nextg指针针追赶上Nexti指针针。5.3.4缓缓冲池(BufferPool)1.缓冲池池的组成对于既可用于于输入又可用用于输出的公公用缓冲池，，其中至少少应含有以下下三种类型的的缓冲区：①①空(闲)缓冲区；②②装满输输入数据的缓缓冲区；③③装满输出出数据的缓冲冲区。为了了管理上的方方便，可将相相同类型的缓缓冲区链成一一个队列，于于是可形成以以下三个队列列：（1）空缓冲冲队列emq。(2)输输入队列inq。(3)输出出队列outq。2.Getbuf过程程和Putbuf过程ProcedureGetbuf(type)beginWait(RS(type));Wait(MS(type));B(number)∶[KG-*3]=Takebuf(type);Signal(MS(type));endProcedurePutbuf(type,number)beginWait(MS(type));Addbuf(type,number);Signal(MS(type));Signal(RS(type));end3.缓冲区区的工作方式式图5-15缓冲区的的工作方式5.4设设备分分配5.4.1设设备分配中中的数据结构构1.设备控控制表DCT图5-16设备控制制表2.控制器器控制表、通通道控制表表和系统设备备表图5-17COCT、CHCT和SDT表5.4.2设设备备分配配时应应考虑虑的因因素1.设设备备的固固有属属性独享设设备。。(2)共共享设设备。。(3)虚虚拟设设备。。2.设设备备分配配算法法先来先先服务务。(2)优优先级级高者者优先先。3.设设备备分配配中的的安全全性安全分分配方方式2)不不安安全分分配方方式5.4.3设设备独独立性性1.设设备备独立立性(DeviceIndependence)的概概念为了提提高OS的的可适适应性性和可可扩展展性，，在现现代OS中中都毫毫无例例外地地实现现了设设备独独立性性，也也称为为设备备无关关性。。其其基本本含义义是：：应应用程程序独独立于于具体体使用用的物物理设设备。。为了了实现现设备备独立立性而而引入入了逻逻辑设设备和和物理理设备备这两两个概概念。。在应应用程程序中中，使使用用逻辑辑设备备名称称来请请求使使用某某类设设备；；而系系统在在实际际执行行时，，还还必须须使用用物理理设备备名称称。因因此，，系统统须具具有将将逻辑辑设备备名称称转换换为某某物理理设备备名称称的功功能，，这非非常类类似于于存储储器管管理中中所介介绍的的逻辑辑地址址和物物理地地址的的概念念。在实现现了设设备独独立性性的功功能后后，可可带带来以以下两两方面面的好好处。。1)设设备备分配配时的的灵活活性2)易易于于实现现I/O重重定向向2.设设备备独立立性软软件1)执执行行所有有设备备的公公有操操作这些公公有操操作包包括：：①对对独独立设设备的的分配配与回回收；；②②将将逻辑辑设备备名映映射为为物理理设备备名，，进一一步可可以找找到相相应物物理设设备的的驱动动程序序；③③对对设设备进进行保保护，，禁止止用户户直接接访问问设备备；④④缓缓冲冲管理理，即即对字字符设设备和和块设设备的的缓冲冲区进进行有有效的的管理理，以以提提高I/O的效效率；；⑤差差错错控制制。由由于在在I/O操操作中中的绝绝大多多数错错误都都与设设备无无关，，故主主要由由设备备驱动动程序序处理理，而而设备备独立立性软软件只只处理理那些些设备备驱动动程序序无法法处理理的错错误。。2)向向用用户层层(或或文件件层)软件件提供供统一一接口口无论何何种设设备，，它它们向向用户户所提提供的的接口口应该该是相相同的的。例例如如，对对各各种设设备的的读操操作，，在应应用程程序中中都使使用read;而而对各各种设设备的的写操操作，，也都都使用用write。。3.逻逻辑辑设备备名到到物理理设备备名映映射的的实现现逻辑设设备表表2)LUT的的设置置问题题图5-18逻逻辑辑设备备表5.4.4独独占设设备的的分配配程序序1.基基本本的设设备分分配程程序分配设设备2)分分配配控制制器3)分分配配通通道道2.设设备备分分配配程程序序的的改改进进增加加设设备备的的独独立立性性2)考考虑虑多多通通路路情情况况5.4.5SPOOLing技技术术1.什什么么是是SPOOLing为了了缓缓和和CPU的的高高速速性性与与I/O设设备备低低速速性性间间的的矛矛盾盾而而引引入入了了脱脱机机输输入入、、脱脱机机输输出出技技术术。。该该技技术术是是利利用用专专门门的的外外围围控控制制机机，，将将低低速速I/O设设备备上上的的数数据据传传送送到到高高速速磁磁盘盘上上；；或或者者相相反反。。事事实实上上，，当当系系统统中中引引入入了了多多道道程程序序技技术术后后，，完完全全可可以以利利用用其其中中的的一一道道程程序序，，来来模模拟拟脱脱机机输输入入时时的的外外围围控控制制机机功功能能，，把把低低速速I/O设设备备上上的的数数据据传传送送到到高高速速磁磁盘盘上上；；再再用用另另一一道道程程序序来来模模拟拟脱脱机机输输出出时时外外围围控控制制机机的的功功能能，，把把数数据据从从磁磁盘盘传传送送到到低低速速输输出出设设备备上上。。这这样样，，便便可可在在主主机机的的直直接接控控制制下下，，实实现现脱脱机机输输入入、、输输出出功功能能。。此此时时的的外外围围操操作作与与CPU对对数数据据的的处处理理同同时时进进行行，，我我们们把把这这种种在在联联机机情情况况下下实实现现的的同同时时外外围围操操作作称称为为SPOOLing(SimultaneausPeriphernalOperatingOn-Line)，，或或称称为为假假脱脱机机操操作作。。2.SPOOLing系统统的组成成图5-19SPOOLing系系统的组组成3.共共享打印印机共享打印印机技术术已被广广泛地用用于多用用户系统统和局域域网络中中。当当用户进进程请求求打印输输出时，，SPOOLing系统同同意为它它打印输输出，但但并不不真正立立即把打打印机分分配给该该用户进进程，而而只为为它做两两件事：：①由由输出出进程在在输出井井中为之之申请一一个空闲闲磁盘块块区，并并将要要打印的的数据送送入其中中；②②输出出进程再再为用户户进程申申请一张张空白的的用户请请求打印印表，并并将用户户的打印印要求填填入其中中，再再将该表表挂到请请求打印印队列上上。4.SPOOLing系统统的特点点提高了I/O的的速度。。(2)将将独占占设备改改造为共共享设备备。(3)实实现了了虚拟设设备功能能。5.5设设备备处处理理5.5.1设设备驱动动程序的的功能和和特点1.设设备驱动动程序的的功能(1)接接收由由I/O进程发发来的命命令和参参数，并并将命命令中的的抽象要要求转换换为具体体要求，，例如，，将磁盘盘块号转转换为磁磁盘的盘盘面、磁磁道号号及扇区区号。(2)检检查用用户I/O请求求的合法法性，了了解I/O设备备的状态态，传递递有关参参数，设设置设备备的工作作方式。。(3)发发出I/O命命令，如如果设备备空闲，，便立即即启动I/O设设备去完完成指定定的I/O操作作；如果果设备处处于忙碌碌状态，，则将请请求者的的请求块块挂在设设备队列列上等待待。(4)及及时响响应由控控制器或或通道发发来的中中断请求求，并根根据其中中断类型型调用相相应的中中断处理理程序进进行处理理。(5)对对于设设置有通通道的计计算机系系统，驱驱动程序序还应能能够根据据用户的的I/O请求，，自动地地构成通通道程序序。2.设设备处理理方式(1)为为每一一类设备备设置一一个进程程，专门门用于执执行这类类设备的的I/O操作.(2)在在整个个系统中中设置一一个I/O进程程，专门门用于执执行系统统中所有有各类设设备的I/O操操作。(3)不不设置置专门的的设备处处理进程程，而只只为各类类设备设设置相应应的设备备处理程程序(模模块)，，供用用户进程程或系统统进程调调用。3.设设备驱动动程序的的特点(1)驱驱动程程序主要要是指在在请求I/O的的进程与与设备控控制器之之间的一一个通信信和转换换程序。。(2)驱驱动程程序与设设备控制制器和I/O设设备的硬硬件特性性紧密相相关，因因而对对不同类类型的设设备应配配置不同同的驱动动程序。。(3)驱驱动程程序与I/O设设备所采采用的I/O控控制方式式紧密相相关。(4)由由于驱驱动程序序与硬件件紧密相相关，因因而其其中的一一部分必必须用汇汇编语言言书写。。5.5.2设设备驱动动程序的的处理过过程将抽象要要求转换换为具体体要求2.检检查查I/O请求的的合法性性3.读读出出和检查查设备的的状态4.传传送送必要的的参数5.工工作作方式的的设置6.启启动动I/O设备图5-20中中断现现场保护护示意图图图5-21中中断处处理流程程5.6磁磁盘盘存储器器管理5.6.1磁磁盘性能能简述1.数数据的组组织和格格式图5-22磁磁盘的的格式化化2.磁磁盘的类类型1)固固定头磁磁盘这种磁盘盘在每条条磁道上上都有一一读/写写磁头，，所有的的磁头都都被装在在一刚性性磁臂中中。通过过这些磁磁头可访访问所有有各磁道道，并进进行并行行读/写写，有效效地提高高了磁盘盘的I/O速度度。这这种结构构的磁盘盘主要用用于大容容量磁盘盘上。2)移移动头磁磁盘每一个盘盘面仅配配有一个个磁头，，也被装装入磁臂臂中。为为能访问问该盘面面上的所所有磁道道，该磁磁头必须须能移动动以进行行寻道。。可见，，移动磁磁头仅能能以串行行方式读读/写，，致使其其I/O速度较较慢；但但由于其其结构简简单，故故仍广广泛应用用于中小小型磁盘盘设备中中。3.磁盘盘访问时间间1)寻道道时间Ts这是指把磁磁臂(磁头头)移动到到指定磁道道上所经历历的时间。。该时间是是启动磁臂臂的时间s与磁头移移动n条磁道所花花费的时间间之和，即即Ts=m×n+s其中，m是一常数，，与磁盘驱驱动器的速速度有关，，对一般磁磁盘，m=0.2；；对高速磁磁盘，m≤0.1,磁臂的的启动时间间约为2ms。这这样，对对一般的温温盘，其其寻道时间间将随寻道道距离的增增加而增大大，大体体上是5~30ms。2)旋转转延迟时间间Tτ这是指定扇扇区移动到到磁头下面面所经历的的时间。对对于硬盘，，典型的旋旋转速度大大多为5400r/min，每转需需时11.1ms，平均旋旋转延迟时时间Tτ为5.55ms；；对于软盘盘，其旋转转速度为300r/min或600r/min，这这样，平均均Tτ为50~100ms。3)传输输时间Tt这是指把数数据从磁盘盘读出或向向磁盘写入入数据所经经历的时间间。Tt的大小与每每次所读/写的字节节数b和旋转速度度有关：其中，r为磁盘每秒秒钟的转数数；N为一条磁道道上的字节节数，当当一次读/写的字节节数相当于于半条磁道道上的字节节数时，Tt与Tτ相同，因因此，可可将访问时时间Ta表示为：5.6.2磁盘盘调度1.先来来先服务FCFS(First-Come,FirstServed)图5-23FCFS调度度算法2.最短短寻道时间间优先SSTF(ShortestSeekTimeFirst)图5-24SSTF调度度算法3.扫描描(SCAN)算法法1)进程程“饥饿””现象SSTF算算法虽然能能获得较好好的寻道性性能，但但却可能导导致某个进进程发生““饥饿”(Starvation)现现象。因为为只要不断断有新进程程的请求到到达，且且其所要访访问的磁道道与磁头当当前所在磁磁道的距离离较近，这这种新进程程的I/O请求必须须优先满足足。对SSTF算法法略加修改改后所形成成的SCAN算法，，即可防防止老进程程出现“饥饥饿”现象象。2)SCAN算法法图5-25SCAN调度度算法示例例4.循环环扫描(CSCAN)算法图5-26CSCAN调调度算法示示例磁盘请求以以10、22、20、2、40、6、、38柱柱面的次序序到达磁盘盘驱动器，，如果磁头头当前位于于柱面20。若查找找移过每个个柱面要花花6ms，，用以下算算法计算出出查找时间间：1)FCFS，2)最短查查找优先，，3)电梯调调度(正向向柱面大的的方向)。。FCFS10、22、20、2、40、6、38最短查找优先20、22、10、6、2、38、40电梯调度20、22、38、40、10、6、25.N-Step-SCAN和FSCAN调调度算法1)N-Step-SCAN算法在SSTF、SCAN及CSCAN几种调度度算法中，，都可能能出现磁臂臂停留在某某处不动的的情况，例例如，有有一个或几几个进程对对某一磁道道有较高的的访问频率率，即这这个(些)进程反复复请求对某某一磁道的的I/O操操作，从而而垄断了整整个磁盘设设备。我我们把这一一现象称为为“磁臂粘粘着”(Armstickiness)。在高高密度磁盘盘上容易出出现此情况况。N步步SCAN算法是将将磁盘请求求队列分成成若干个长长度为N的的子队列，，磁盘调度度将按FCFS算法法依次处理理这些子队队列。而而每处理一一个队列时时又是按SCAN算算法，对一一个队列处处理完后，，再处理其其他队列。。当正在在处理某子子队列时，，如果又出出现新的磁磁盘I/O请求，便便将新请求求进程放入入其他队列列，这样就就可避免出出现粘着现现象。当当N值取得得很大时，，会使N步步扫描法的的性能接近近于SCAN算法的的性能；当当N=1时，N步SCAN算法便便蜕化为FCFS算算法。2)FSCAN算算法FSCAN算法实质质上是N步步SCAN算法的简简化，即即FSCAN只将磁磁盘请求队队列分成两两个子队列列。一个是是由当前所所有请求磁磁盘I/O的进程形形成的队列列，由磁盘盘调度按SCAN算算法进行处处理。在扫扫描期间，，将新出现现的所有请请求磁盘I/O的进进程，放放入另一个个等待处理理的请求队队列。这样样，所有的的新请求都都将被推迟迟到下一次次扫描时处处理。5.6.3磁盘高高速缓存(DiskCache)1.磁盘盘高速缓存存的形式是指利用内内存中的存存储空间，，来暂存从从磁盘中读读出的一系系列盘块中中的信息。。因此，这这里的高速速缓存是一一组在逻辑辑上属于磁磁盘，而而物理上是是驻留在内内存中的盘盘块。高速速缓存在内内存中可分分成两种形形式。第一一种是在内内存中开辟辟一个单独独的存储空空间来作为为磁盘高速速缓存，其其大小是固固定的，不不会受应用用程序多少少的影响；；第二种是是把所有未未利用的内内存空间变变为一个缓缓冲池，供供请求分页页系统和磁磁盘I/O时(作为为磁盘高速速缓存)共共享。此时时高速缓存存的大小，，显然不再再是固定的的。当磁盘盘I/O的的频繁程度度较高时，，该缓冲池池可能包含含更多的内内存空间；；而在应用用程序运行行得较多时时，该缓冲冲池可能只只剩下较少少的内存空空间。2.数据据交付方式式系统可以采采取两种方方式，将将数据交付付给请求进进程：(1)数数据交付。。这是直接接将高速缓缓存中的数数据，传传送到请求求者进程的的内存工作作区中。(2)指指针交付。。只将指向向高速缓存存中某区域域的指针，，交付给给请求者进进程。后一种方式式由于所传传送的数据据量少，因因而节省了了数据从磁磁盘高速缓缓存存储空空间到进程程的内存工工作区的时时3.置换换算法由于请求调调页中的联联想存储器器与高速缓缓存(磁盘盘I/O中中)的工作作情况不同同，因而使使得在置换换算法中所所应考虑的的问题也有有所差异。。因此，现现在不少系系统在设计计其高速缓缓存的置换换算法时，，除了考虑虑到最近最最久未使用用这一原则则外，还还考虑了以以下几点：：(1)访问问频率。(2)可预预见性。(3)数据据的一致性。。4.周期性性地写回磁盘盘在UNIX系系统中专门增增设了一个修修改(update)程程序，使之之在后台运行行，该程序周周期性地调用用一个系统调调用SYNC。该调用的的主要功能是是强制性地将将所有在高速速缓存中已修修改的盘块数数据写回磁盘盘。一般是把把两次调用SYNC的时时间间隔定为为30s。。这样，因系系统故障所造造成的工作损损失不会超过过30s的的劳动量。而而在MS-DOS中所采采用的方法是是：只要高速速缓存中的某某盘块数据被被修改，便立立即将它写回回磁盘，并将将这种高速缓缓存称为“写写穿透、高速速缓存”(write-throughcache)。。MS-DOS所采用用的写回方式式，几乎不会会造成数据的的丢失，但但须频繁地启启动磁盘。5.6.4提提高高磁磁盘盘I/O速速度度的的其其它它方方法法提前前读读(Read-Ahead)2.延延迟迟写写3.优优化化物物理理块块的的分分布布4.虚虚拟拟盘盘5.6.5廉廉价磁盘盘冗余阵阵列1.并并行交叉叉存取图5-27磁磁盘并并行交叉叉存取方方式2.RAID的分级级RAID0级级。(2)RAID1级。(3)RAID3级。(4)RAID5级。(5)RAID6级和RAID7级级。3.RAID的优点点可靠性高高。(2)磁磁盘I/O速速度高。。(3)性性能/价格比比高。9、静夜夜四无无邻，，荒居居旧业业贫。。。12月月-2212月月-22Thursday,December29,202210、雨中黄叶树树，灯下白头头人。。20:50:0920:50:0920:5012/29/20228:50:09PM11、以我独沈久久，愧君相见见频。。12月-2220:50:0920:50Dec-2229-Dec-2212、故人江江海别，，几度隔隔山川。。。20:50:0920:50:0920:50Thursday,December29,202213、乍见翻疑梦梦，相悲各问问年。。12月-2212月-2220:50:0920:50:09December29,202214、他乡生白白发，旧国国见青山。。。29十二二月20228:50:09下下午20:50:0912月-2215、比不了得就就不比，得不不到的就不要要。。。十二月228:50下下午12月-2220:50December29,202216、行动动出成成果，，工作作出财财富。。。2022/12/2920:50:0920:50:0929December202217、做做前前，，能能够够环环视视四四周周；；做做时时，，你你只只能能或或者者最最好好沿沿着着以以脚脚为为起起点点的的射射线线向向前前