操作系统原理-第四章-设备管理.ppt

扫描算法对中间磁道的偏好：SCAN算法来回进行I/O处理时，总是优先处理中间磁道的I/O请求； * 扫描算法对中间磁道的偏好：SCAN算法来回进行I/O处理时，总是优先处理中间磁道的I/O请求； 磁臂粘着：磁头固定在几个磁头上进行处理，如扫描算法中，如果系统负载重，可能一直在中间进行处理，其他的请求可能得不到处理。 N步扫描算法：先来的一些请求组成一个队列，再来的一些请求组成一个队列，即不在一个整体队列中进行排队。这样不会出现中间偏好，也不会出现磁臂粘着 双队列扫描算法：实际上是N步扫描算法的特例。 磁盘调度算法有很多，各有利弊，各自可能适应不同的环境。 另外，文件在磁盘上存储的位置也对磁盘I/O性能影响很大，比如磁盘碎片整理，将文件的内容都搬在一起，有利于文件数据的读取，避免太多寻道的开销。 * 也是利用了程序的局部性原理，下次要访问的数据可能与当前的数据相邻。 * 当I/O设备在一个缓冲区装数据时，CPU可以从另一个缓冲区取数据 * 1、教材上用的是in、out； 2、当Nexti追上Nextg，说明无可用的空缓冲区，当Nextg追上Nexti，说明无装了数据的缓冲区。 * 1、三种工作队列：空缓冲队列、输入队列（装满输入数据）、输出队列（装满输出数据）； 2、四种工作缓冲区：收容输入的工作缓冲区（hin）、提取输入数据的工作缓冲区 * 1、当处理各种情况时，从相应的缓冲队列中，取出缓冲区，如要输入数据时，从空缓冲队列中取出一个空队列，作为hin； 2、所有的操作，均是使用getbuf、putbuf来进行同步和互斥。 * * 重点介绍设备独立性，设备分配策略、算法、分配的安全性，设备处理重点介绍设备驱动程序的工作过程 * 1、设备分配灵活：如果请求的设备正在给其他设备使用，如果使用物理设备名，尽管此时有其它同类设备空闲，也不能分配给该用户，如果使用逻辑设备名，系统可将空闲的同类设备分配给它； 2、易于实现I/O重定向：如调试时，将所有输出送到屏幕显示，正式运行时，需要将结果打印出来，此时，只需要更改一下逻辑设备对应的物理设备的对应关系，而不必更改应用程序。 * * 设备的分配不仅要分配设备，而且要分配控制器和通道。 * * * * 设备标识：为设备取的名字； 设备类型：反应设备的相应特性和类型 重复执行次数或实践：重试； 指向控制器表的指针：与设备相连的控制器表，用于判断控制器的状态； 设备队列队首指针：即等待队列指针，等待使用该设备的进程组成的等待队列。 * DCT：设备控制表的指针 * 1、设备处理程序又称设备驱动程序，是驱动外部设备和相应的控制器等，使其可以直接和内存进行I/O操作的子程序的集合 2、设备驱动大致分为三个阶段：准备、启动、响应中断。 * 再次参考本PPT第9页“设备管理结构” * 一个完整的设备驱动的处理过程。 * 1、提出原因 所有字符设备都是独占设备并属于慢速设备，因此，当一个进程在某台字符设备上进行数据交换时，往往要等待较长时间，并且在此进程未释放该设备之前，其他进程不能同时访问这台设备，从而使这类设备成为系统中的瓶颈资源，使许多进程因等待它们而阻塞。 另一方面，分配到字符设备的进程，在其整个运行期间，往往占有这些设备，却并不是经常使用这些设备，因而使这些设备的利用率很低。从而降低了整个系统的性能。? * 应用程序对设备的访问以及从设备发送来的数据，都放置在SPOOLing程序控制的存储空间中。 1、对虚拟设备的操作实际就是对块设备的操作； 2、SPOOLing程序完全接管了对设备的控制； 3、SPOOLing程序将对虚拟设备的操作，最终转换为对设备的实际操作。 * 磁盘是现代计算机中重要的输入/输出设备，如文件读写、虚拟存储都要用到。对磁盘数据的优化调度严重影响着系统的性能。 * 先简单介绍，可以回过头来再看这篇ppt。 * 1、硬盘是由很多盘片构成的，由电机带动高速旋转； 2、每个盘片一个磁头，用于读写数据； * 问题： 1、每个磁道上所划分的扇区数量一致；显然会浪费磁盘空间； 2、早期的硬盘都是这样划分的，现代的硬盘将外层磁道划分出更多的扇区； 3、但对外，仍然保持着每个磁道划分的扇区数量一样，由磁盘内部进行转换。 * 采用这种编址方式，是与硬盘的工作方式相关的。后面再进行介绍。 * 上面为一个8G的硬盘，下面为一个U盘的信息 每一个Units为一个柱面所能存储的字节数。 正如给同学们演示的，sdc是一个闪存，但闪存哪个磁头、扇区、柱面？对于块设备，上层都是按照磁头、扇区、柱面来进行理解，进一步真正的数据存取，由物理设备来进行处理。 * adjacent cylinders：相邻磁道的寻道时间，即从一个磁道到下一个磁道 * 磁头数*扇区数：为每个柱面的扇区数； 注意两个问题：