第6章设备管理2、设备的类别◎按使用特性分：存储设备、输入输出设备、终端设备和脱机设备（专用行打）◎按从属关系分：系统设备（在操作系统生成时就配置好的）和用户设备◎按信息组织方式分：字符设备和块设备◎按资源分配分：独占设备、共享设备、虚拟设备逻辑设备和物理设备的含义⑴逻辑设备：对实际物理设备属性的抽象，它并不限于某个具体设备。用户在编写程序时，不用关心系统具体配置了哪些设备，也不需要了解各种设备的物理特性，而只要按照操作系统的要求为所用的设备起个逻辑名字，称为逻辑设备名。用户使用逻辑设备名来向操作系统提交设备请求。⑵物理设备：一个具体的设备。系统为了能识别全部外设，给每台外设分配一个唯一不变的名字，称为物理设备名，也叫设备标识。系统在实际工作时，使用物理设备名。3、设备管理的功能◎提供与系统核心和用户之间的接口◎进行设备分配◎实现设备之间、设备和CPU之间的并行操作◎进行缓冲区管理通道又叫I/O处理机，内有通道设备控制器和指令执行机构，控制设备与内存直接进行数据交换。它有自己的通道指令。通道之间，通道与I/O设备之间可以并行。◎字节多路通道：连接大量慢速设备，以字节为单位工作。◎选择通道：连接磁盘、磁带等快速设备，以成组方式工作。但每次传送只从通道连接的多个设备中选择一个工作。◎数组多路通道：以块为单位分时传送，即对通道程序采用多道程序设计技术的硬件实现，使多个高速外设并行工作。字节多路通道(ByteMultiplexorChannel)示意单通路I/O系统“瓶颈”问题多通路I/O系统通道程序构成：操作码；内存地址；计数；通道程序结束位P；记录结束标志R。6.2缓冲管理利用缓冲寄存器实现缓冲2）单缓冲和双缓冲双缓冲(DoubleBuffer)双机通信时缓冲区的设置3）多缓冲机制多个缓冲区连接起来，一部分专门用于输入，另一部分专门用于输出；或输入输出共享缓冲区。缓冲池(BufferPool)◎工作缓冲区：从上述三种队列中取出正进行输入输出操作的缓冲区。用于收容、提取输入、输出数据的工作缓冲区一共就有四种。◎缓冲池：组织上述四种工作缓冲区6.3设备分配控制器控制表、通道控制表和系统设备表◆系统设备表SDT：整个系统一张，记载所有连接到系统的设备情况，包括DCT指针，使用设备的进程标识等。◆控制器表COCT：每个控制器一张，反映I/O控制器的使用状态。◆通道控制表CHCT：每个通道一张，记载通道标识符、通道忙闲状态、等待该通道的进程队列指针等。2)设备分配时应考虑的因素3)设备独立性设备独立性软件4）SPOOLing技术SPOOLing系统的特点6.4设备处理发出I/O命令，如果设备空闲，便立即启动I/O设备去完成指定的I/O操作；如果设备处于忙碌状态，则将请求者的请求块挂在设备队列上等待。及时响应由控制器或通道发来的中断请求，并根据其中断类型调用相应的中断处理程序进行处理。对于设置有通道的计算机系统，驱动程序还应能够根据用户的I/O请求，自动地构成通道程序。2)设备处理方式3)设备驱动程序的特点4)设备驱动程序的处理过程