输入输出管理：设备独立性软件

• 1.设备独立性软件
• • 1.0 设备独立性
  • 1.1 设备分配与回收
  • • 1.1.1 静态分配与动态分配
    • 1.1.2 设备分配管理中的数据结构
    • 1.1.3 设备分配的步骤
    • 1.1.4 设备分配步骤的改进方法
  • 1.2 缓冲区管理
  • • 1.2.1 单缓冲
    • 1.2.2 双缓冲
    • 1.2.3 循环缓冲
    • 1.2.4 缓冲池

1.设备独立性软件

1.1 设备分配与回收

设备分配时应考虑的因素
1.设备固有属性：独占式设备，共享设备，虚拟设备
独占设备：一个时段只能分配给一个进程（如打印机）
共享设备：可同时分配给多个进程使用（如磁盘）各进程宏观上同时共享使用设备，微观上交替使用
虚拟设备：用SPOOLING技术将独占设备改造为虚拟共享设备，可同时分配给多个进程使用
2.设备分配算法：先来先服务、优先级高者优先、短任务优先等等
3.设备分配中的安全性：安全与否在于为进程分配完设备后，该进程是否被阻塞
安全分配方式：为进程分配一个设备后就将进程阻塞，本次I/O完成后才将进程唤醒
一个时段内每个进程只能使用一个设备
优点：破坏了请求和保持条件，不会死锁
缺点：对于一个进程来说，CPU和I/O设备只能串行工作
不安全分配方式：进程发出I/O请求后，系统为其分配I/O设备，进程不被阻塞可以继续执行，之后还
可以发出新的I/O请求。只有某个I/O请求得不到满足时才将进程阻塞
一个进程可以同时使用多个设备
优点：进程的计算任务和I/O任务可以并行处理，使进程迅速推进
缺点：有可能发生死锁（死锁避免、死锁的检查和解除）

1.1.1 静态分配与动态分配

静态分配：进程运行前系统为其分配所需全部资源，运行结束后归还资源（破坏了请求和保持条件，不会发生死锁）
动态分配：进程运行过程中动态申请设备资源

1.1.2 设备分配管理中的数据结构

下图改编自王道考研操作系统
通道、控制器、设备之间的关系及其对应数据结构

1.1.4 设备分配步骤的改进方法

改进方法：建立逻辑设备名与物理设备名的映射机制，用户编程时只需提供逻辑设备名

逻辑设备名->LUT->物理设备名->SDT->DCT->COCT>CHCT
下图改编自王道考研操作系统

1.2.1 单缓冲

下图改编自王道考研操作系统
输入时间 (T) > 处理时间 (C) 的情况

采用双缓冲策略处理一块数据平均耗时 Max ( T , C + M ) text{Max}(T,C+M) Max(T,C+M)

下图改编自王道考研操作系统
输入时间 (T) < 处理时间 (C) + 传送时间 (M)的情况

采用双缓冲策略处理一块数据平均耗时 Max ( T , C + M ) text{Max}(T,C+M) Max(T,C+M)

1.2.3 循环缓冲

下图来自王道考研操作系统