******十二 ******、软设笔记【操作系统】-设备管理

计算机系统的一个重要组成部分是I/O系统。
I/O系统包括:
*输入、输出设备
*存储功能的设备
*设备控制器


一、设备管理的概念
设备管理程序提供下述功能
*提供和进程管理系统的接口
*进行设备分配
*实现设备和设备之间、设备和CPU之间的并行操作
*进行缓冲区管理。


二、I/O控制方式
(1)程序I/O方式
(2)中断控制I/O方式
(3)直接存储器访问(DMA)方式
(4)I/O通道控制方式
*字节多路通道
*选择通道
*成组多路通道


三、缓冲管理
(1)单缓冲
在单缓冲情况下,每当用户进程发出一I/O请求时,OS便在主存中为之分配一缓冲区。
在字符设备输入时,缓冲区用于暂存用户输入的一行数据,在输入期间,用户进程被挂起以等待数据输入完毕;在输出时,用户进将一行数据输入到缓冲区后,继续执行处理。当用户进程已有第二行数据输出时,如果第一行数据尚未被提取完毕,则此时用户进程应阻塞。


(2)多缓冲
为了加快输入和输出速度,提高设备利用率,人们又引入了双缓冲区机制,也称为缓冲对换(Buffer Swapping)。在设备输入时,先将数据送入第一缓冲区,装满后便转向第二缓冲区。此时OS可以从第一缓冲区中移出数据,并送入用户进程。


(3)循环缓冲
循环缓冲有多个大小相同的缓冲区,缓冲区有三种类型:
*用于装输入数据的空缓冲区R
*已装满数据的缓冲区G
*计算进程正在使用的现行工作缓冲区C


(4)缓冲池(Buffer Pool)
对于既可以输入又可以输出的公用缓冲池,至少应含三种类型缓冲区:
1.空缓冲区;
2.装满输入数据的缓冲区;
3.装满输出数据的缓冲区;


引入缓冲区的主要原因归结为以下几点:
*缓和CPU与I/O设备间速度不匹配的矛盾。
*减少对CPU的中断频率,放宽对CPU中断响应时间的限制
*提高CPU和I/O设备之间的并行性。




四、设备的分配
1.设备分配原则:
*静态分配
*动态分配


2.设备分配策略
*先请求先分配
*优先级高者先分配

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