课程要求

操作系统课程

(简答题,选择题,少有大题。重点一个是磁盘读写,一个是SPOOLing 技术,问系统效率是提高了还是降低了,作业平均等待时间降低还是提高,请说明理由。)

掌握:

  • I/O 硬件原理:I/O 控制方式;
  • I/O 硬件原理:I/O 软件层次和设备独立性;
  • I/O 调度和磁盘驱动调度算法;
  • 虚拟设备的原理。

了解

  • 缓冲技术、缓冲区高速缓存。

设备管理目标

提高设备的利用率

  • 提高 CPU 与 I/O 设备之间的并行操作程度,主要利用:中断技术、DMA 技术、通道技术、缓冲技术。

方便、统一的操作界面

  • 方便:用户能独立于具体设备的复杂物理特性之外而方便地使用设备
  • 统一:指对不同的设备尽量使用统一的操作方式,例如各种字符设备用一种 I/O 操作方式。这就要求用户操作的是简便的逻辑设备,而具体的 I/O 物理设备由操作系统去实现,这种性能常常被称为设备的独立性。

设备管理功能

设备分配

按照一定的算法把 I/O 设备、及其相应的设备控制器和通道分配给用户(进程),对未能分配到设备的进程,将其插入等待队列中。

缓冲区管理

为解决 CPU 与 I/O 之间速度不匹配的矛盾,在它们之间配置了缓冲区。设备管理程序需要负责管理缓冲区的建立、分配和释放。

实现物理 I/O 设备的操作

  • 对具有通道的系统,生成专门的通道指令启动通道,对指定设备进行 I/O 操作,并能响应通道的中断请求。
  • 对未设置通道的系统,直接驱动设备进行 I/O 操作。

设备管理主要工作

  • 外围设备中断处理
  • 缓冲区管理
  • 外围设备的分配和去配     
  • 外围设备驱动调度
  • 虚拟设备及其实现

一、I/O 硬件原理

二、I/O 软件原理

三、驱动调度技术

四、设备分配

五、虚拟方式

虚拟方式是指通过高速的共享设备,把一台慢速的以独占方式工作的物理设备改造成若干台虚拟的同类逻辑设备,这就需要引入SPOOLing 技术。虚拟设备属于逻辑设备。