作業系統課堂筆記(7)裝置管理

1、裝置管理的任務和功能

裝置管理的任務

（1）按使用者需求提出的要求接入外部裝置，系統按一定演算法分配和管理控制，而使用者不必關心裝置的實際地址和控制指令；

（2）盡量提高輸入輸出裝置的利用率，例如發揮主機與外設以及外設與外設之間的真正並行工作能力。

裝置管理的功能

（1）分配裝置

（2）控制和實現真正的輸入輸出操作

（3）對輸入輸出緩衝區進行管理

（4）在一些較大系統中實現虛擬設備技術

2、外部裝置分類

（1）按系統和使用者分：系統裝置、使用者裝置

（2）按輸入輸出傳送方式分（UNIX或Linux作業系統）：字元型裝置、塊裝置

（3）按資源特點分：獨享裝置、共用裝置、虛擬設備

（4）按裝置硬體物理特性分：順序存取裝置、直接存取裝置

（5）按裝置使用分：物理裝置、邏輯裝置、偽裝置

裝置I/O方式：詢問、通道、中斷

I/O裝置分配演算法：先來先服務（FCFS）、按優先順序進行分配

3、裝置管理技術

（1）I/O設定緩衝理由

解決資訊的到達率和離去率不一致的矛盾；

緩衝起中轉站的作用；

使得一次輸入的資訊能多次使用；

在通道或控制器內設定局部寄存器作為緩衝儲存空間，可暫存I/O資訊，以減少中斷CPU的次數。這種情形可進一步推廣，使得一次讀入的資訊可多次重複使用。

（2）虛擬設備的技術（SPOOLing）

SPOOLing，即外圍裝置聯機並行操作，它是關於慢速字元裝置如何與電腦主機交換資訊的一種技術，通常也叫做“假離線技術”。是一種預輸入、緩輸出和轉儲的管理技術.

SPOOLing系統的特點：

提高了I/O速度；

將獨享裝置改造為共用裝置（典型例子是印表機的“共用”）；

實現了虛擬設備功能。

4、裝置處理常式編製內容

裝置驅動程式的功能

（1）將接收到的抽象要求轉換為具體要求；

（2）檢查使用者I/O請求的合法性，瞭解I/O裝置的狀態，傳遞有I/O關參數，設定裝置的工作方式；

（3）發出I/O命令，啟動分配到的I/O裝置，完成指定的I/O 操作；

（4）及時響應由控制器或通道發來的插斷要求，並根據其中斷類型調用相應的中斷處理常式進行處理；

（5）對於設定有通道的電腦系統，驅動程式還應能夠根據使用者的 I/O請求，自動地構成通道程式。

裝置驅動程式的特點

（1）驅動程式主要是在請求I/O的進程與裝置控制器之間的一個通訊程式。

（2）驅動程式與I/O裝置的特性緊密相關。

（3）驅動程式與I/O控制方式緊密相關。

（4）由於驅動程式與硬體緊密相關，因而其中的一部分程式用組合語言書寫，目前有很多驅動程式，其基本部分已經固化，放在ROM中。

裝置處理方式

（1）將抽象要求轉換為具體要求

（2）檢查I/O請求的合法性

（3）讀出和檢查裝置的狀態

（4）傳送必要的參數

（5）方式的設定和I/O裝置啟動