設(shè)備管理基礎(chǔ)和設(shè)備管理概述

§8.1設(shè)備管理基礎(chǔ)一、設(shè)備：除開cpu以及內(nèi)存以外的所有設(shè)備(I/O設(shè)備，系統(tǒng)支持設(shè)備等)。(a)外部設(shè)備：打印機、顯示器、光盤、磁盤(硬、軟)、鍵盤、磁帶、通訊設(shè)備(老式磁鼓、卡片機等)(b)計算機設(shè)備如何與外設(shè)相連i)適配器(adaptr):I/O接口：每個I/O子系統(tǒng)都是由I/O設(shè)備I/O接口組成I/o設(shè)備是為computer執(zhí)行某種特定功能(打印顯示、存或取數(shù)據(jù))，而I/o接口是控制I/o設(shè)備按cpu的命令工作，它也負責(zé)把computer的數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換成I/o設(shè)備所要求的格式(或相反)，同時還負責(zé)發(fā)送中斷請求并接受處理機發(fā)出的中斷響應(yīng)回答等工作，I/o接口還為I/o設(shè)備提供了數(shù)據(jù)緩沖的功能。I/O接口中通常包含數(shù)據(jù)緩沖寄存器狀態(tài)寄存器I/O接口常與CPU、存儲器做在同一塊主板上。CPUPRN卡顯示卡M常用適配卡：1)磁盤驅(qū)動器卡、CD－ROM接口卡2)顯示卡(彩顯、單顯)3)掃描儀接口卡4)聲卡、漢卡5)防病毒卡ii)I/O處理器(Iop)輸入輸出處理機又稱通道，在大型機的結(jié)構(gòu)中和通常的教科書中，術(shù)語“通道”專指專門用來負責(zé)輸入輸出工作的處理機(簡稱IO處理機)。比起中央處理機CPU來，通道是一個比CPU功能較弱、速度較慢、價格較為便宜的處理機。IO處理機和CPU共享主存儲器。在微型計算機中，IO處理機并不是通道，它就稱為IO處理機。因為微型計算機中，“通道”指DMA或與I/O處理機相連設(shè)備的單純的數(shù)據(jù)傳遞通路，并不具有處理機的功能。(a)按所屬關(guān)系系統(tǒng)設(shè)備–––在o.s生成時已登記于系統(tǒng)中的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備用戶設(shè)備–––在o.s生成時未已登記于系統(tǒng)中的非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備二、設(shè)備的簡單分類(b)按資源分：獨占設(shè)備–––低速(打印機)共享設(shè)備–––磁盤虛擬設(shè)備–––spooling技術(shù)人們們常常通通過過共共享享設(shè)設(shè)備備來來模模擬擬獨獨占占型型設(shè)設(shè)備備的的動動作作，，使使獨獨占占型型設(shè)設(shè)備備成成為為共共享享設(shè)設(shè)備備，，從從而而提提高高了了設(shè)設(shè)備備利利用用率率和和系系統(tǒng)統(tǒng)的的效效率率，，這這種種技技術(shù)術(shù)被被稱稱為為虛虛擬擬設(shè)設(shè)備備技技術(shù)術(shù)，，實實現(xiàn)現(xiàn)這這一一技技術(shù)術(shù)的的硬硬件件和和軟軟件件系系統(tǒng)統(tǒng)被被稱稱為為SPOOL，或稱為假脫機機系統(tǒng)。假定某系統(tǒng)的的全部行式打打印機采用了了虛擬設(shè)備技技術(shù)(即使用了SPOOL技術(shù))，當(dāng)某某進程要求打打印輸出時，，輸出SPOOL并不是是把某臺打印印機分配給該該進程，而是是在某共享設(shè)設(shè)備(磁盤)上的輸出SPOOL存存儲區(qū)中，為為其分配一塊塊存儲空間，，同時為該進進程的輸出數(shù)數(shù)據(jù)建立一個個文件(文件件名可缺省)。該進程的的輸出數(shù)據(jù)實實際上并未從從打印機上輸輸出，而只是是以文件形式式輸出，并暫暫存放在輸出出SPOOL存儲區(qū)中。。這個輸出文文件實際上相相當(dāng)于虛擬的的行式打印機機。各進程的的輸出都以文文件形式暫時時存放在輸出出SPOOL存儲區(qū)中并并形成了一個個輸出隊列，，由輸出SPOOL控制制打印機進程程，依次將輸輸出隊列中的的各進程的輸輸出文件最后后實際地打印印輸出。SPOOL系統(tǒng)的特點：：1.用戶進程并未未真正分得打打印機，或者者說打印機并并未分給某個個進程獨占地地使用。2.用戶進程實際際被發(fā)給的不不是打印設(shè)備備，而是共享享設(shè)備中的一一個存儲區(qū)，，即虛擬設(shè)備備。3.獨享設(shè)備使用用效率提高了了，從而系統(tǒng)統(tǒng)效率也提高高了。該輸出SPOOL的程序結(jié)構(gòu)大大致可描述如如下：beginrepeatif“輸出隊列為空空”thenWAIT““從輸輸出隊列取下下一個文件””；““打開該文文件”；beginrepeat“從磁盤緩沖沖區(qū)中讀一文文件行”；““打印該文件件輸出行”；；““等待打印印機完成中斷斷”；until(endoffile)endforeverend本程序中主要要是輸出SPOOL的打印發(fā)送部部分––––由輸出隊隊列中逐個打打印輸出。通通常還應(yīng)有接接收部分––––將用用戶進程的輸輸出放入輸出出隊列，并為為之建立輸出出文件。這部部分可與文件件系統(tǒng)結(jié)合，，在此從略。。(c)按基基本信息單位位分：字符設(shè)備–––處理信息以字字符為單位，，慢(打印機)塊設(shè)備–––以一組數(shù)據(jù)為為單位(512字節(jié))，快(磁盤)三、部分設(shè)設(shè)備特性簡介介：(i)磁盤－軟盤、、硬盤參數(shù)：驅(qū)動器器(A.B.C)，面(磁頭號)，磁道(柱柱面號)，扇扇區(qū)例：磁頭讀寫位置磁道1.雖然同樣的扇扇區(qū)由于所處處的磁道位置置不同，其實實際的物理長長度不同，(離園心近的磁磁道上的扇區(qū)區(qū)長度小于離離園心遠的)但它們所記錄錄的信息量卻卻是相等，512個字節(jié)/每扇區(qū)。2.設(shè)備管理：接接道和扇區(qū)進進行讀寫。對對磁盤迭中的的一個物理記記錄進行定位位。需要三個個參數(shù)：(1)柱面號(2)磁頭號(3)扇區(qū)號3.磁盤容量的計計算：1)表格(容量，道，扇扇區(qū)面對照表表)容量磁道扇區(qū)面360k0~391~9雙面(0,1)1.2M0~791~15雙面(0,1)1.44M0~791~18雙面(0,1)2)計算:360k軟盤：2×40×9×0.5k＝360k1.2M軟盤：2×80×15××0.5k＝＝1.2M1.44M軟盤：2×80×18××0.5k＝＝1.44MA.MS－DOS中文件的邏輯輯結(jié)構(gòu)是流式式文件結(jié)構(gòu)，，即文件存儲儲結(jié)構(gòu)采用鏈鏈接文件結(jié)構(gòu)構(gòu)，但鏈接指指針不是保存存在文件的信信息塊中，而而是集中保存存在文件定位位表FAT中中。在MS－－DOS中盤盤空間的分配配單位是“簇簇”，簇簇的大小由盤盤的類型決定定，對于雙面面軟盤，簇的的大小為1KB(兩個個磁盤塊)。。B.文件定位表FAT的每一個登記記項用12位位或16位，，當(dāng)硬盤大于于10M字節(jié)節(jié)時用16位位的登記項組組成FAT。。FAT的的前兩個登記記項用來標(biāo)記記盤的類型，，雙面軟盤的的類型標(biāo)記為為FDFFFF。第三個個登記項開始始表示盤簇的的分配情況，，以12位的的登記項為例例，它們的含含意為：OOO該簇空閑FF8－FFF該言辭為文件的最末簇其它指出文件信息所在的下一簇號C.文件信息的起起始簇號登記在該該文件的目錄錄項中，文件件定位表的結(jié)結(jié)構(gòu)如下圖：：FDFFFF004000020021045046FFF0000010020030040200210450460002文件首簇文件目錄項中的首簇號文件末簇文件定位表FATD、E.在MS－DOS中的鏈接文件件結(jié)構(gòu)有四個個特點：一是是在文件目錄錄項中只要指指出文件的首首簇號，因此此，即使文件件很大也只需需要一個目錄錄項；二是文文件的長度僅僅受盤空間的的限制；三是是文件定位表表FAT也起起到了“磁磁盤空間分分配表”的作作用，而不必必再另用位示示圖等來表示示磁盤空間的的分配情況了了，F(xiàn)AT中中為“000”的登登記項所對應(yīng)應(yīng)的簇號就是是當(dāng)前空閑的的盤空間；四四是MS－DOS把文件件的鏈接指針針集中在FAT中，而不不是分散在磁磁盤塊中，因因此，能很快快地找到文件件的存放位置置，這種鏈接接結(jié)構(gòu)既可采采用順序存取取方式又可有有效地進行隨隨機存取?！?.2設(shè)備管管理概概述1.設(shè)備絕絕對號號、相相對號號、類類型號號：一個計計算機機系統(tǒng)統(tǒng)中的的可配配置有有多種種類型型的外外設(shè)，，而同同一類類型的的外設(shè)設(shè)又可可有多多臺。通常將將系統(tǒng)統(tǒng)中的的每一一臺設(shè)設(shè)備按按某種種原則則進行行編號號，這這些編編號就就作為為硬件件區(qū)分分和識識別設(shè)設(shè)備的的代號號，稱稱為設(shè)設(shè)備的的絕對對號。。因為用用戶不不可能能知道道哪一一臺正正被使使用，，那臺臺空閑閑，所所以為為提高高利用用率，，避免免多道道程序序中用用戶使使用設(shè)設(shè)備時時發(fā)生生矛盾盾，把把調(diào)度度和管管理外外設(shè)的的工作作交給給os完成成，用用戶使使用外外設(shè)時時，只只需向向系統(tǒng)統(tǒng)說明明所需需使用用的設(shè)設(shè)備類類型即即可，，至于于實際際使用用的該該類設(shè)設(shè)備的的那一一臺，，由os去去調(diào)度度，引引出設(shè)設(shè)備類類型號號－為為每一一類外外設(shè)規(guī)規(guī)定的的編號號。例：：UNIX系統(tǒng)中中主設(shè)備備號––––類型號號次設(shè)備備號––––第幾臺設(shè)備備引出設(shè)設(shè)備相相對號號：即即標(biāo)識識的方方法類類似于于存儲儲管理理中的的相對對地址址，是是用戶戶自己己規(guī)定定并使使用系系統(tǒng)能能了解解他要要使用用的是是這幾幾臺同類類設(shè)備備中的的哪一一臺(通常常用一一個整整數(shù)來來表示示)。。如：Lp代表行行式打打印機機Lp1代表行行式打打印機機第第一一臺優(yōu)點：：方便用用戶編編程提高了了設(shè)備備的利利用率率例：PC：PRN：LPT1，LPT2CON：Com1，Com2Typereadme.TxT>PRN(1)記住所所有設(shè)設(shè)備，，控制制器和和通道道的狀狀態(tài)。。(2)按用戶戶要求求啟動動具體體設(shè)備備進行行數(shù)據(jù)據(jù)傳輸輸操作作，并并且處處理設(shè)設(shè)備的的中斷斷。(3)在現(xiàn)代代多道道程序序系統(tǒng)統(tǒng)中，，系統(tǒng)統(tǒng)中的的進程程數(shù)總總是多多于I/O設(shè)備數(shù)數(shù)，按按一定定的算算法在在諸進進程間間調(diào)度度和分分配設(shè)設(shè)備。。編制輸輸入輸輸出程程序是是相當(dāng)當(dāng)復(fù)雜雜的，，由操操作系系統(tǒng)來來負責(zé)責(zé)輸入入輸出出工作作，使使系統(tǒng)統(tǒng)形成成一種種對““用用戶戶友好好”的的環(huán)境境，目目前許許多系系統(tǒng)都都提供供了標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)的的輸入入輸出出控制制系統(tǒng)統(tǒng)供用用戶使使用。。方便性性：將用戶戶所用用的設(shè)設(shè)備的的機器器中實實際進進行I/o操作的的物理理設(shè)備備相分分離，，僅使使用邏邏輯設(shè)設(shè)備名名，這這樣用用戶僅僅與邏邏輯名名設(shè)備備有關(guān)關(guān)，而而與具具體的的物理理設(shè)備備無關(guān)關(guān)。設(shè)備獨獨立性性包含含兩個個方面面的內(nèi)內(nèi)容。。第