操做系統概論五

一、設備管理與文件系統是密切相關的，文件系統肯定文件應怎樣轉換以及確保文件的安全使用，而設備管理實現文件信息在存儲介質與主存儲器之間的傳送。

 

二、設備管理的主要功能以下：（1）實現對外圍設備的分配與回收；（2）實現外圍設備的啓動；（3）實現對磁盤的驅動調度；（4）處理外圍設備的中斷事件；（5）實現虛擬設備。

 

三、外圍設備可分紅兩大類：一類是隻能讓一個做業獨佔使用的設備，一般把在做業執行期間只容許一個做業獨佔使用的設備稱爲獨佔設備；另外一類是能夠由幾個做業同時使用的設備，一般稱這種可讓若干個做業同時使用的設備稱爲可共享設備。「同時使用」的含義是指一個做業還沒有撤離，另外一個做業便可使用，但每一時刻仍只有一個做業能啓動磁盤，容許它們交替的啓動。

 

四、爲了對這些設備進行管理，計算機系統對每一臺設備都要進行登記，且爲每一臺設備肯定一個編號，以便區分和識別，這個肯定的編號稱爲設備的絕對號。由用戶對本身須要使用的若干臺同類設備給出的編號稱爲設備的相對號。

 

五、用戶編制程序時使用的設備與實際佔用的設備無關，設備的這種特性稱爲設備的獨立性。具備設備獨立性的計算機系統，在分配設備時適應性好，靈活性強，這是由於：（1）系統只要從指定的那一類設備中找出「好的且還沒有分配的」設備來進行分配；（2）萬一用戶使用的設備出了故障，系統就能夠從同類設備中找另外一臺「好的且還沒有分配的」設備來替換。

注：爲了記錄設備的分配狀況系統可設置設備分配表，指出系統所配置的設備類型、數量以及分配和使用的狀況等。設備分配表由兩部分組成：設備類表和設備表。

 

六、執行一次信息傳輸操做所花的時間有三部分：（1）尋找時間：磁頭在移動臂帶動下移到指定柱面所需的時間；（2）延遲時間：指定扇區旋轉到磁頭位置所需的時間；（3）傳送時間：由指定的磁頭把磁道上的信息讀到主存儲器或把主存儲器中信息寫到磁道上所需的時間。

 

七、系統每每採用必定的調度策略來決定各等待訪問者的執行次序，這項決定等待訪問者執行次序的工做稱爲驅動調度，採用的調度策略稱爲驅動調度算法。對磁盤來講驅動調度包括「移臂調度」和「旋轉調度」兩部分。通常老是先進性移臂調度，再進行旋轉調度。移臂調度的目標是儘量的減小尋找時間，旋轉調度的目標是儘量的減小延遲時間。

 

八、移臂調度是根據等待訪問者欲訪問的柱面位置來進行調度的。移臂調度算法：先來先服務算法、最短尋找時間優先算法、電梯調度算法。

 

九、最短尋找時間優先算法和電梯調度算法都是要儘可能減小移動臂移動時所花的時間，所不一樣的是：最短尋找時間優先算法不考慮臂的移動方向，老是優先選擇離當前位置最近的那個柱面的訪問者，這種選擇可能致使移動臂來回改變移動方向；電梯調度算法是沿着臂的移動方向去選擇，僅當沿臂移動方向無等待訪問這時才改變臂的移動方向。

 

十、進行旋轉調度時，應區分的幾種狀況：（1）若干請求者要訪問同一磁頭下的不一樣扇區；（2）若干請求者要訪問不一樣磁頭下的不一樣編號的扇區；（3）若干請求者要訪問不一樣磁頭下具備相同編號的扇區。

 

十一、信息的優化分佈：信息在磁道上的排列方式也會影響旋轉調度的時間。記錄的優化分佈有利於減小延遲時間，從而縮短輸入輸出操做的時間。

 

十二、把主存儲器與外圍設備之間的信息傳送操做稱爲輸入輸出操做。正由於通道能單獨地完成輸入輸出操做，因此把通道也稱爲輸入輸出處理機。

 

1三、爲了使操做系統能用一樣的手段來啓動種類繁多、特性各異的外圍設備，計算機硬件提供一組「通道命令」，操做系統能夠用若干條通道命令來規定通道執行一次輸入輸出操做應作的工做，這若干條通道命令就組成了一個通道程序。

 

1四、IBM系統的通道命令：命令碼（1字節）、數據主存地址（3字節）、標誌碼（1字節）、傳送字節個數（3字節）

 

1五、命令碼分紅三類：數據傳輸類（讀、反讀、寫、取狀態），通道轉移類（轉移），設備控制類（隨設備類不一樣而異）。

 

1六、外圍設備的啓動：（1）根據指定的工做要求組織通道程序；

                   （2）中央處理器執行「啓動I/O」指令以啓動通道工做，啓動成功後，由通道逐條執行通道程序中的通道命令，以控制設備實現輸入輸出操做；

                   （3）通道完成輸入輸出操做後，向中央處理器報告執行狀況，中央處理器處理來自通道的狀況報告。

 

1七、設備處理的一致性：具備通道結構的計算機系統，從啓動外圍設備直到完成輸入輸出操做的過程當中，這種不考慮設備的具體物理特性（實際上設備的物理特性隱含在通道程序中）的處理方法稱爲設備處理的一致性。

 

1八、I/O中斷事件能夠粗略地分紅操做正常結束和操做異常結束兩大類。

 

1九、緩衝技術：操做系統中把利用緩衝區來緩解處理器與外圍設備之間工做速度不匹配的矛盾而採用的技術稱爲緩衝技術。操做系統中採用的緩衝技術有：單緩衝、雙緩衝、緩衝池。

 

20、操做系統能夠在主存中設置一組緩衝區，這一組緩衝區稱爲緩衝池。緩衝池中的各緩衝區是系統的公共資源，可供進程共享，並由操做系通通一分配和管理。系統初始化時緩衝池中的各緩衝區都是未被使用的，稱爲空緩衝區。

 

2一、完成輸入輸出任務的外圍計算機無需進行計算，只是把信息從一種存儲介質傳送到另外一種存儲介質上，這種操做是獨立於主計算機的，不是在主計算機控制下進行的，稱之爲脫機外圍設備操做。

 

2二、脫機外圍設備操做的缺點：（1）使用多臺計算機，成本高；（2）增長操做員的手工操做，在主計算機和外圍計算機之間來回搬動磁盤，既費時間又增長了出錯可能；（3）增長了做業的週轉時間，脫機外圍設備操做必須將一批做業傳送到磁盤以後，才能把磁盤移動到主計算機系統上。

 

2三、聯機同時外圍設備操做：是指「預輸入程序」把做業流中的做業信息傳送到「輸入井」保存，做業被選中執行時沒必要再啓動輸入機，而只要從磁盤上的「輸入井」區域中讀取信息。做業執行中產生的結果也可暫時存放在「輸出井」中，待做業執行結束後由「緩輸出程序」把做業結果打印輸出。因爲「預輸入程序」和「緩輸出程序」的執行是在計算機的控制下進行的，因此這種技術稱爲聯機同時外圍設備操做，又稱爲斯普林操做、假脫機操做。

 

2四、實現斯普林系統要有硬件的中斷裝置和通道技術做支撐，實現斯普林系統不只提升了獨佔設備的利用率，並且加快了做業的執行速度，可是可能延長做業的週轉時間。

 

2五、操做系統中實現從輸入井讀信息和把做業執行結果寫到輸出井的程序稱爲井管理程序。

 

2六、咱們把由操做系統模擬的獨佔設備稱爲虛擬設備。

 

2七、操做系統中實現聯機同時外圍設備操做功能的部分也稱爲斯普林系統。

 

28、斯普林系統由「預輸入程序」、「井管理程序」、「緩輸出程序」三部分組成。