计算机操作系统原理4.ppt

1、计算机操作系统原理,第4章 设备管理,4.1 设备管理概述,4.1.1 设备管理的分类 4.1.2 设备管理的功能 4.1.3 设备管理的目标 4.1.4 设备管理结构 4.1.5 设备控制器和I/O通道,4.1.1 设备管理的分类,1、按从属关系分类 系统设备：指在操作系统生成时已经登记在系统中的标准设备。 用户设备：指操作系统生成时未登记入系统的非标准设备。,4.1.1 设备管理的分类,2、按传输速率分类 低速设备：指传输速率为每秒几个字节至数百个字节的设备，如键盘、鼠标、语音输入等。 中速设备：指传输速率为每秒数千个字节至数万个字节的设备，如打印机等。 高速设备：指传输速率为每秒数兆字节

2、的设备，如磁盘、光盘等。,4.1.1 设备管理的分类,3、按使用特性分类 存储设备：是计算机用来保存各种信息的设备，如磁盘、磁带等。 I/O设备：是向CPU传输信息或输出CPU加工处理信息的设备。,4.1.1 设备管理的分类,4、按设备共享属性分类 独占设备：指在一段时间内只允许一个用户（进程）访问的设备。 共享设备：指在一段时间内只允许多个进程访问的设备。 虚拟设备：指通过虚拟技术将一台独占设备变换为若干台供多个用户（进程）共享的逻辑设备。,4.1.1 设备管理的分类,5、按信息交换单位分类 字符设备：是指处理信息的基本单位是字符的设备，如键盘、打印机、显示器等。 块设备：是指处理信息的基本

3、单位是字符块的设备，如磁盘等。,4.1.2 设备管理的功能,1、设备分配 按照设备类型和相应的分配算法决定将I/O设备分配给哪一要求使用的进程，包括设备控制器和通道。,4.1.2 设备管理的功能,2、设备处理 设备处理程序实现CPU和设备控制器之间的通信。,在设置有通道的系统中，应根据用户提出的I/O要求，构成相应的通道程序，提供给通道去执行； 启动指定的设备进行I/O操作； 对通道发来的中断请求作出及时的响应和处理。,4.1.2 设备管理的功能,3、其它功能 包括对缓冲区的管理功能及实现设备独立性。,设备独立性指用户程序不必考虑物理设备的实现细节。,4.1.3 设备管理的目标,1、提高设备的

4、利用率 提高CPU与I/O设备、I/O设备与I/O设备之间的并行操作程度 2、为用户提供方便、统一的界面,4.1.4 设备管理结构,1、逻辑I/O 也称虚拟设备，是面向用户的设备，不涉及实际设备控制。 对用户接口提供抽象命令 对通信设备则是通信体系结构 对文件存储设备是文件系统的逻辑结构,4.1.4 设备管理结构,2、设备I/O 逻辑设备到物理设备之间的过渡，将用户命令转换到设备的一个操作系列。,4.1.4 设备管理结构,3、调度和控制 直接面对硬件的控制细节，体现为设备的驱动程序。,4.1.5 设备控制器和I/O通道,1、设备控制器 设备一般由机械和电子两部分组成，设备的电子部分通常称为设备

5、控制器。,接收和识别来自CPU的各种命令，实现CPU与控制器、控制器与设备之间的数据交换，记录设备的状态供CPU查询，识别控制的每个设备地址。,4.1.5 设备控制器和I/O通道,2、I/O通道 指专门用于负责输入/输出工作的处理机。它有自己的I/O指令系统。,4.2 I/O控制方式,4.2.1 程序直接控制方式 4.2.2 中断控制方式 4.2.3 DMA控制方式 4.2.4 通道控制方式,4.2.1 程序直接控制方式,在这种方式下控制者是用户进程，当用户进程需要输入或输出数据时，它通过CPU发出启动设备的指令，然后，用户进程进入测试等待状态。,在这种方式中CPU的大量时间用在了等待输入输出

6、的循环测试上，使主机不能充分发挥效率，外设也不能得到合理使用，整个系统效率很低。,4.2.2 中断控制方式,进程需启用I/O设备时，由CPU向外备控制器发出一条I/O指令，然后返回继续工作，待I/O设备准备好后，向CPU发出中断请求，CPU再对外备做数据传输处理。,虽然中断的引入改善了中央处理机的利用率，但I/O操作毕竟还是由CPU控制的，此时每传输一个字或字符，往往就要做一次中断处理。由此可见，当I/O设备很多时，CPU可能完全陷入I/O处理中。,4.2.3 DMA控制方式,当进程要求与外设传输数据时，CPU向DMA控制器发送一条传送指令，并将内存地址、传送字节数、设备号等信息传给DMA控制

7、器，由DMA控制器负责内存与外设间的数据传输，数据传输完成后，DMA控制器向CPU发中断请求善后处理。,内存地址寄存器MAR 数据寄存器DR； 数据计数器DC 命令/状态寄存器CR,DMA控制器的组成,DMA方式的工作流程,4.2.3 DMA控制方式,DMA方式的特点 1）数据传输的基本单位是数据块，I/O操作的类型比较简单 2）需要使用专门的DMA控制器。 3）一般采用总线控制权挪用方法。 4）在传送开始和结束时，才需要CPU的干预。,4.2.4 通道控制方式,通道控制（Channel Control）方式与DMA方式类似，也是一种以内存为中心，实现设备和内存直接交换数据的控制方式。,4.2

8、.4 通道控制方式,通道方式与DMA方式不同点 1）在DMA方式中，数据的传送方向、存放数据的内存始址以及传送的数据块长度等都由CPU控制，而在通道方式中，这些都由通道来进行控制。 2）DMA方式每台设备至少需要一个DMA控制器，一个通道控制器可以控制多台设备，显然，通道方式进一步减轻了CPU的工作负担和增加了计算机系统的并行工作程度。,4.2.4 通道控制方式,通道是通过执行通道程序，并与设备控制器来共同实现对I/O设备的控制的。通道程序是由一系列的通道指令（或称通道命令）所构成。通道指令与一般的机器指令不同，在它的每条指令中包含下列诸信息： 操作码-它规定了指令所执行的操作； 内存地址 计

9、数-表明本条指令所要读(或写)数据的字节数 通道程序结束位P 记录结束标志位R,4.2.4 通道控制方式,4.2.4 通道控制方式,按信息交换方式和连接的外设类型不同，通道可分为三种类型：字节多路通道、数组选择通道、数组多路通道。,4.2.4 通道控制方式,字节多路通道： 以字节为单位传送数据，它主要用来连接大量的低速设备，如终端、打印机等。当一台设备传送一个字节后，立即转去为另一设备传送一个字节。,4.2.4 通道控制方式,数组选择通道： 它用于连接磁带、磁鼓和磁盘等设备，以块为单位成批传送数据，但一次只能执行一道通道程序，控制一台设备进行I/O操作，当一个I/O请求操作完成后，再选择与通道

10、相连的另一设备。,4.2.4 通道控制方式,数组多路通道： 它先为一台设备执行一条通道命令，然后自动转换，为另一台设备执行一条通道命令。数组多路通道的实质是：对通道程序采用多道程序设计技术的硬件实现。,4.3 中断技术,4.3.1 中断的基本概念 4.3.2 中断分类与优先级 4.3.3 中断处理过程,4.3.1 中断的基本概念,根据以前课程所学知识，谈谈你对中断的认识。,4.3.1 中断的基本概念,中断(Interrupt)是指计算机在执行期间，系统内发生非寻常的或非预期的急需处理事件，使得CPU暂时中断当前正在执行的程序而转去执行响应的事件处理程序。待处理完毕后又返回原来中断处继续执行或调

11、度新的程序执行的过程。,4.3.1 中断的基本概念,中断源：引起中断发生的事件被称为中断源。 中断请求：中断源向CPU发出的请求中断处理信号。 中断响应：CPU收到中断请求后转相应的事件处理程序。,4.3.1 中断的基本概念,禁止中断（关中断）：CPU内部的处理机状态字PSW的中断允许位已被清除，不允许CPU响应中断。 开中断：PSW的中断允许位的设置。 中断屏蔽：在中断请求产生之后，系统用软件方式有选择地封锁部分中断，而允许那部分的中断仍能得到响应。,4.3.2 中断分类与优先级,根据中断的信号来源，中断可分为： 外中断 内中断,4.3.2 中断分类与优先级,外中断：外中断时指来自处理机和内

12、存外部的中断，包括I/O设备发出的I/O中断、外部信号中断、各种定时器引起的时钟中断以及调试程序中设置的断点等引起的调试中断等。外中断在狭义上一般被称为中断。,4.3.2 中断分类与优先级,内中断：内中断主要指在处理机和内存内部产生的中断。内中断一般称为陷入(trap)或异常。它包括程序运算引起的各种错误、如地址非法、校验错、页面失效、存取访问控制错、算术操作溢出、数据格式非法、除数为零、非法指令、用户程序执行特权指令、分时系统中的时间片中断以及从用户态到核心态的切换等都是陷入的例子。,4.3.2 中断分类与优先级,根据中断的含义和功能，中断可分为： 机器故障中断 I/O中断 程序性中断 外部

13、中断 访管中断,4.3.2 中断分类与优先级,机器故障中断：因机器发生错误而产生的中断 I/O中断：同输入/输出设备引起的中断 程序性中断：因程序中错误使用指令或数据引起的中断 外部中断：处理机外部的非通道装置引起的中断 访管中断：由于程序执行了访管指令而产生的中断,4.3.2 中断分类与优先级,中断优先级：一台计算机一般有若干个中断源，往往会出现有两个或两个以上的中断源同时提出中断请求的情况，而CPU在一个时刻只能响应一个请求。解决这个问题的方法是：将所有的中断源按照需要服务的轻重缓急程度分成若干个级别，把最迫切需要服务的中断源放在最高级别，然后依次降低级别。这样，当出现多个中断源同时提出中

14、断请求时，CPU响应其中级别最高的。,4.3.3 中断处理过程,中断处理过程： (1) CPU检查响应中断的条件是否满足。CPU响应中断的条件是：有来自于中断源的中断请求、CPU允许中断。如果中断响应条件不满足，则中断处理无法进行。 (2) 如果CPU响应中断，则CPU关中断，使其进入不可再次响应中断的状态。,4.3.3 中断处理过程,(3) 保存被中断进程现场。为了在中断处理结束后能使进程正确地返回到中断点，系统必须保存当前处理机状态字PSW和程序计数器PC等的值。这些值一般保存在特定堆栈或硬件寄存器中。 (4) 分析中断原因，调用中断处理子程序。在多个中断请求同时发生时，处理优先级最高的中

15、断源发出的中断请求。,4.3.3 中断处理过程,(5) 执行中断处理子程序。对陷阱来说，在有些系统中则是通过陷阱指令向当前执行进程发软中断信号后调用对应的处理子程序执行。 (6) 退出中断，恢复被中断进程的现场或调度新进程占据处理机。 (7) 开中断，CPU继续执行。,4.4 缓冲技术,4.4.1 缓冲技术的基本思想 4.4.2 缓冲技术的分类,4.4.1 缓冲技术的基本思想,缓冲技术的实现思想是在CPU和外设之间设立缓冲区，用以暂存CPU和外设之间交换的数据，从而缓和CPU与外设速度不匹配所产生的矛盾。,4.4.1 缓冲技术的基本思想,在操作系统中，引入缓冲的主要原因，可归结为以下几点： 1

16、. 改善CPU与I/O设备间速度不匹配的矛盾 2. 可以减少对 CPU的中断频率，放宽对中断响应时间的限制 3. 提高 CPU和 IO设备之间的并行性,4.4.1 缓冲技术的基本思想,4.4.2 缓冲技术的分类,根据系统设置实现机构分： 硬件缓冲区 软件缓冲区,4.4.2 缓冲技术的分类,根据缓冲区的从属关系分： 专用缓冲区 缓冲池,4.4.2 缓冲技术的分类,根据系统设置缓冲区的个数分： 单缓冲区 双缓冲区 环形缓冲区（多缓冲区、循环缓冲区） 缓冲池,4.4.2 缓冲技术的分类,单缓冲区 在设备和处理机之间设置一个缓冲器。设备相处理机交换数据时，先把被交换数据写入缓冲器，然后，需要数据的设备

17、或处理机从缓冲器取定数据。,用户区,缓冲区,4.4.2 缓冲技术的分类,单缓冲区,缓冲区,I/O设备,CPU,用户区,4.4.2 缓冲技术的分类,双缓冲区 处理机与外设之间有两个缓冲区，可以提高处理机与外设的并行操作，当从一个缓冲区取出数据时，可以往另一个缓冲区存入数据。,用户区,缓冲区,4.4.2 缓冲技术的分类,双缓冲区,缓冲区,I/O设备,CPU,缓冲区,缓冲区,缓冲区,缓冲区,用户区,4.4.2 缓冲技术的分类,双缓冲区,I/O设备,CPU,用户区,缓冲区,4.4.2 缓冲技术的分类,环形缓冲 环形缓冲中包含多个大小相等的缓冲区，每个缓冲区中有一个链接指针指向下一个缓冲区，最后一个缓冲

18、区指针指向第一个缓冲区，构成一个环形。,4.4.2 缓冲技术的分类,缓冲区,缓冲区,缓冲区,缓冲区,缓冲区,out,int,4.4.2 缓冲技术的分类,缓冲池 把专用缓冲区变为通用缓冲区，全部缓冲区组成一个缓冲池，由管理程序统一管理，动态分配。,4.4.2 缓冲技术的分类,系统把各缓冲区按其使用状况连成三种队列： (1) 空白缓冲队列em，其队首指针为F(em)，队尾指针为L(em)； (2) 装满输入数据的输入缓冲队列in，其队首指针为F(in)，队尾指针为L(in)； (3) 装满输出数据的输出缓冲队列out，其队首指针为F(out)，队尾指针为L(out)。,4.4.2 缓冲技术的分类,

19、4.4.2 缓冲技术的分类,另外，在缓冲池中还具有四种工作缓冲区 用于收容输入数据的工作缓冲区（hin） 用于提取输入数据的工作缓冲区（sin） 用于收容输出数据的工作缓冲区（hout） 用于提取输出数据的工作缓冲区（sout）,4.4.2 缓冲技术的分类,4.4.2 缓冲技术的分类,首先，输入进程调用get_buf(em,number)过程从空白缓冲区队列中取出一个缓冲号为number的空白缓冲区，将其作为收容输入缓冲区hin，当hin中装满了由输入设备输入的数据之后，系统调用过程put_buf(in,hin)将该缓冲区插入输入缓冲区队列in中。,4.4.2 缓冲技术的分类,当进程需要输出数

20、据数据时，输出进程经过缓冲管理程序调用过程get_buf(em,number)从空白缓冲区队列中取出一个空白缓冲区number作为收容输出缓冲区hout，待hout中装满输出数据之后，系统再调用过程Put_buf(out,hout)将该缓冲区插入输出缓冲区队列out。,4.4.2 缓冲技术的分类,对缓冲区的输入数据和输出数据的提取也是由过程get_buf和put_buf实现的。get_buf(out，number)从输出缓冲队列中取出装满输出数据的缓冲区number，将其作为sout。当sout中数据输出完毕时，系统调用过程put_buf(em,sout)将该缓冲区插入空白缓冲队列。,4.4.

21、2 缓冲技术的分类,而get_buf(in，number)则从输入缓冲队列中取出一个装满输入数据的缓冲区number作为输入缓冲区sin，当CPU从中提取完所需数据之后，系统调用过程put_buf(em，sin)将该缓冲区释放和插入空白缓冲队列em中。,4.5 设备分配及设备的处理程序,4.5.1 设备分配的数据结构 4.5.2 设备分配策略 4.5.3 设备处理,4.5.1 设备分配的数据结构,在多道程序环境下，系统中的设备不允许用户自行使用，而必须由系统分配。为了实现设备分配，必须在系统中设置相应的数据结构。,4.5.1 设备分配的数据结构,在进行设备分配时，通常都需要借助于一些表格的帮助

22、。在进行设备分配时所需的数据结构表格有设备控制表、控制器控制表、通道控制表、系统设备表。,4.5.1 设备分配的数据结构,设备控制表DCT，包括以下内容： 1）设备标识符：设备的名称； 2）设备属性(类型)：反映设备的特性，例如是终端设备、块设备或字符设备等。,4.5.1 设备分配的数据结构,3）设备队列指针(等待队列指针)：凡因请求本设备而未得到满足之进程，其PCB都被按照一定的策略排成一个队列，称为设备队列，队首指针指向队首PCB。 4）设备状态 ：当设备自身正处于使用状态时，应将设备忙标志置“1”，若与该设备相连接的控制器或通道正忙，则应将等待标志置“1”；,4.5.1 设备分配的数据结

23、构,5）与设备连接的控制器表指针：该指针指向该设备所连接的控制器的控制表。在具有多条通路的情况下，在DCT中还应设置多个控制表指针。 6）重复执行次数：这是由系统规定的、设备在工作中发生错误时，应重复执行的次数。在重复执行时若能恢复正常传送，则仍认为传送成功。仅当屡次失败致使重复执行次数达到规定值而仍不成功时，才认为本次传送失败。,4.5.1 设备分配的数据结构,设备控制表DCT,4.5.1 设备分配的数据结构,控制器控制表COCT(COntroler Control Table) 系统为每一个控制器都配置了一张记录本控制器情况的控制器控制表，如下图所示。,4.5.1 设备分配的数据结构,通道

24、控制表CHCT(CHannel Control Table) 通道控制表CHCT每个通道都有一张通道控制表。该表只有在通道控制方式的系统中存在。CHCT包括通道标识符、通道忙闲标识、等待获得该通道的进程等待队列的队首指针与队尾指针等。,4.5.1 设备分配的数据结构,通道控制表CHCT,4.5.1 设备分配的数据结构,系统设备表SDT(System Device Table) 系统设备表整个系统一张，它记录已被连接到系统中的所有物理设备的情况，并为每个物理设备设一表目项。SDT的每个表目项包括的内容有：,4.5.1 设备分配的数据结构,系统设备表SDT(System Device Table)

25、,4.5.2 设备分配策略,为了使系统有条不紊地工作，系统在进行设备分配时，应考虑这样几个因素：1）设备的固有属性；2）设备分配算法；3）设备分配的安全性；4）设备独立性。,4.5.2 设备分配策略,1）设备的固有属性 独享设备 对独享设备采用独享分配策略，即在将一个设备分配给某进程后，边一直由它独占，直至该进程完成或释放该设备，系统才能再将该设备分配给其它进程使用。,4.5.2 设备分配策略,1）设备的固有属性 共享设备 对于共享设备，可将它同时分配给多个进程使用，但这些进程设备的访问需进行合理的调度。,4.5.2 设备分配策略,1）设备的固有属性 虚拟设备 因为虚拟设备已属可共享设备，因而

26、也可将它分配给多个进程使用，并可对这些进程访问该设备的先后次序进行控制。,4.5.2 设备分配策略,2）设备分配算法 对设备的分配算法，与进程的调度算法有写相似之处，但相对要简单些，通常只采用以下两种分配算法：先来先服务 、优先级高者优先 。,4.5.2 设备分配策略,2）设备分配算法 先来先服务 当有多个进程对同一设备提出I/O请求时，该算法是根据进程对某设备提出请求的先后次序，将这些进程排成一个设备请求队列，设备分配程序总是把设备首先分配给队首进程。,4.5.2 设备分配策略,2）设备分配算法 优先级高者优先 在进程调度中的这种策略，是优先权高的进程优先获得处理机。这种高优先权进程所提出的

27、I/O请求，赋予高优先权显然有这种进程尽快完成。在利用该算法形成设备队列时。将优先级高的进程排在设备队列前面，而对于优先级相同的I/O请求，则按先来先服务原则排队。,4.5.2 设备分配策略,3）设备分配的安全性 所谓设备分配的安全性是指在设备分配过程中应避免进程发生死锁。,4.5.2 设备分配策略,3）设备分配的安全性 静态分配：在进程运行前，完成设备分配；运行结束时，收回设备。 此法设备利用率低。,4.5.2 设备分配策略,3）设备分配的安全性 动态分配：在进程运行过程中，当用户提出设备要求进，进行分配，一旦停止使用立即收回来。 此法设备利用率高，但有可能发生死锁。,4.5.2 设备分配策

28、略,4）设备独立性 在现代OS中，为了提高OS的可适应性和可扩展性，实现设备独立性，也称为设备无关性。其基本含义是：应用程序独立于具体使用的物理设备。在应用程序中，使用逻辑设备名称来请求使用某类设备；而系统在实际执行时，是使用物理设备名称。系统必须具有将逻辑设备名称转换为某物理设备名称的功能。,设备的相对号和绝对号,计算机系统中配置了各种不同类型的外围设备,每一类型外围设备可以有若干台。为了对设备进行管理,系统为每一台设备确定一个编号,用于区分和识别设备,称为绝对号。 在多道程序设计系统中, 用户无法知道当前计算机系统中设备的使用情况,因此,一般用户不直接使用设备的绝对号,直接向系统说明所要使

29、用的设备类型。由系统根据该类设备的分配情况决定使用哪一台设备。为了避免使用时产生混乱,用户可以在程序中对自己要求使用的若干台同类型设备给出编号,称为设备的相对号。 用户总是用“设备类、相对号”向系统提出作用设备的要求,而系统为用户分配一个绝对号设备供用户使用。,补充,4.5.3 设备处理,设备处理又称为设备驱动程序，其主要任务是接收来自上层的与设备无关的输入/输出请求，进行与设备相关的处理。,4.5.3 设备处理,设备驱动程序的主要功能如下： （1）将接收到的抽象要求转换为具体要求。 （2）检查用户I/O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。 （3）发出I/O命

30、令，启动分配到的I/O设备，完成指定的I/O操作。,4.5.3 设备处理,（4）及时响应由控制器或通道发出的中断请求，并根据其中断类型调用相应的中断处理程序进行处理。 （5）对于设备有通道的计算机系统，驱动程序还应能根据用户的I/O请求，自动地构成通道程序。,4.5.3 设备处理,设备处理时是否设置进程，以及设置什么样的进程，设备处理方式可分成以下三类： （1）为每一类设备设置一个进程，执行着类设备的I/O操作。 （2）在整个系统中设置一个I/O进程，专门负责对系统中所有各类设备的I/O操作。 （3）不设置专门的设备处理进程，而只为各类设备设置相应的设备处理程序，供用户进程或系统进程调用。,4

31、.5.3 设备处理,设备处理程序一般要完成以下工作： 1）根据请求传输的数据量组织输入/输出缓冲队列。 2）利用输入/输出缓冲对数据进行加工，包括格式处理和编码转换。 3）构造输入/输出程序或通道程序 4）启动设备进行输入/输出操作 5）处理来自设备或通道的中断请求,4.6 SPOOLing系统,当在系统中实现了多道程序后，完全可以利用其中的一道程序来模拟脱机输入时的外转控制机的功能，把低速I/O设备上的数据传送到高速磁盘上；再用另一道程序来模拟脱机输出时的外转控制机的功能，即把数据从磁盘传送到低速输出设备上。这样，便可在主机的直接控制下实现脱机输入输出功能。我们把这种在联机情况下实现同时外围

32、控制称为SPOOLing(Simultaneaus Periphernal Operatations On-Line)，或称为假脱机操作。,4.6 SPOOLing系统,SPOOLing系统是对脱机输入输出工作的模拟，它必须有高速随机外存的支持，这通常是用磁盘。,4.6 SPOOLing系统,SPOOLing系统主要有以下三部分组成： （1）输入井和输出井 它们是在磁盘上开辟的两个大缓冲区。输入井是模拟脱机输入时的磁盘，用于收容I/O设备输入的数据；输出井是模拟脱机输出时的磁盘，用于收容用户程序的输出数据。,4.6 SPOOLing系统,（2）输入缓冲区和输出缓冲区 在内存中要开辟两个缓冲区，

33、 其中输入缓冲区用于暂存由输入设备送来的数据，以后再传送到输入井；输出缓冲区用于暂存从输出井送来的数据，以后再传送给输出设备。,4.6 SPOOLing系统,3）输入进程SPi和输出进程Spo 进程Spi模拟脱机输入时的外围控制机，将用户要求的数据从输入机通过输入缓冲区再送到输入井。当CPU需要输入数据时，直接从输入井读入内存。Spo进程模拟脱机输出时的外围控制机，把用户要求输出的数据先从内存送到输出井，待输出设备空闲时，再将输出井中的数据经过输出缓冲区送到输出设备上。,4.6 SPOOLing系统,打印机是经常用到的输出设备，属于独享设备，但通过利用SPOOLing技术，可将它改造为一台可供

34、多个用户共享的设备，从而提高了设备的利用率，也方便了用户。共享打印机技术已被广泛地用于多用户系统和局域网中。,4.6 SPOOLing系统,当用户进程请求输出打印时，SPOOLing系统同意为它打印输出，但并不真正把打印机分配给该用户进程，而只是为它做两件事：（1）由输出进程在输出井中为之申请一空闲缓冲区，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打印请求表，并将用户的打印要求填入表中，再将该表挂到请求打印队列上。,4.6 SPOOLing系统,如果还有进程要求打印输出，系统仍可接受该请求，也同样为该进程做上述两件事。,4.6 SPOOLing系统,如果打印机空闲，

35、输出进程将从请求打印队列的队首取出一张请求表，根据表中的要求将要打印的数据从输出井传送到内存缓冲区，再由打印机进行打印。打印完后，输出进程再查看请求打印队列中是否还有等待打印的请求表，若有，又取出第一张表，并根据其中的打印要求进行打印，如此下去，直至请求队列空为止。,4.7 磁盘设备管理,4.7.1 磁盘结构 4.7.2 磁盘的访问时间 4.7.3 磁盘调度算法 4.7.4 磁盘缓存置换算法,4.7.1 磁盘结构,磁盘设备由一组盘组组成,可包括一张或多张盘片,每张盘片分正、反两面,每面可划分若干磁道,各磁道之间留有必要的间隙,每条磁道又分若干扇区,各扇区之间留有一定的空隙,每个扇区的大小相当于一个盘块大小。,4.7.1 磁盘结构,4.7.1 磁盘结构,4.7.1 磁盘结构,4.7.1 磁盘结构,4.7.1 磁盘结构,设柱面编号由外至内，从0开始，磁头编号由上