第四章      设备管理

本章要点：

1、设备管理的主要功能、模型

2、I/O子系统的组成、结构

3、设备的控制、I/O控制

4、设备的类型

5、设备分配

6、I/O缓冲技术

7、虚拟设备与SPOOLing系统

8、磁盘设备的管理

设备管理的主要功能：设备分配、设备映射、设备驱动、I/O缓冲区的管理。

设备分配

多道程序系统中的设备不允许用户直接使用，而是由操作系统统一调度和控制。

设备分配功能是设备管理的基本任务。

设备分配程序按照一定的策略，为申请设备的用户进程分配设备，记录设备的使用情况。

设备映射

大多数现代操作系统均支持应用软件对设备的无关性，即通常所说的设备无关性，或者设备独立性。

逻辑设备：因公软件中应用的实现I/O操作的设备

物理设备：物理I/O系统中实际安装的设备。

操作系统的设备管理必须将该应用软件对逻辑设备的引用转换成对相关物理设备的引用。

设备驱动

又称设备处理，指对物理设备进行控制，以实现真正的I/O操作。

设备驱动的主要任务：接受上层软件发来的抽象服务请求，如读/写命令，再把它转换为具体要求，通过一系列的I/O指令，控制设备完成请求的操作；同时，设备驱动程序还将设备发来的有关信号传送给上层软件，例如设备是否已损坏等。

I/O缓冲区的管理

缓和处理机与外部设备间速度不匹配的矛盾，现代操作系统大都在设备管理部分引入了缓冲技术。

缓冲区指内存中的若干区域，用于缓存进程与外部设备间的数据传输。

I/O缓冲区管理的任务是：组织I/O缓冲区，并为使用者提供获得和释放I/O缓冲区的手段。

通用设备管理的分层模型

将设备管理功能模块分为设备硬件无关以及设备硬件相关两个层次。

设备硬件无关层主要实现：I/O缓冲区管理以及设备映射功能。该层与设备用法有关，与设备硬件无关。
设备硬件相关层将设备硬件无关层与设备硬件隔离开来。

用户进程--》设备硬件无关层--》设备硬件相关层--》设备硬件

 

支持中断的设备管理模型

4、2        计算机I/O子系统的组成

总线型I/O系统的结构

通道型I/O系统的结构

具有控制器的I/O系统结构

传统设备=电子部分+机械部分

将电子部分独立出来称为控制器。