設(shè)備管理基礎(chǔ)和設(shè)備管理的概述

設(shè)備管理基礎(chǔ)和設(shè)備管理的概述§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(jī)、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(jī)等)(b)計(jì)算機(jī)設(shè)備如何與外設(shè)相連i)適配器(adaptr):I/O接口：每個(gè)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(fù)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(shí)還負(fù)責(zé)發(fā)送中斷請(qǐng)求并接受處理機(jī)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(chǔ)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(dòng)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(jī)又稱通道，在大型機(jī)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(fù)責(zé)輸入輸出工作的處理機(jī)(簡(jiǎn)稱IO處理機(jī))。比起中央處理機(jī)CPU來，通道是一個(gè)比CPU功能較弱、速度較慢、價(jià)格較為便宜的處理機(jī)。IO處理機(jī)和CPU共享主存儲(chǔ)器。在微型計(jì)算機(jī)中，IO處理機(jī)并不是通道，它就稱為IO處理機(jī)。因?yàn)槲⑿陀?jì)算機(jī)中，“通道”指DMA或與I/O處理機(jī)相連設(shè)備的單純的數(shù)據(jù)傳遞通路，并不具有處理機(jī)的功能。(a)按所屬關(guān)系系統(tǒng)設(shè)備–––在o.s生成時(shí)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(shí)未已登記于系統(tǒng)中的非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備二、設(shè)備的簡(jiǎn)單分類(b)按資源分：獨(dú)占設(shè)備–––低速(打印機(jī))共享設(shè)備–––磁盤虛擬設(shè)備–––spooling技術(shù)人們常通過共享設(shè)備來模擬獨(dú)占型設(shè)備的動(dòng)作，使獨(dú)占型設(shè)備成為共享設(shè)備，從而提高了設(shè)備利用率和系統(tǒng)的效率，這種技術(shù)被稱為虛擬設(shè)備技術(shù)，實(shí)現(xiàn)這一技術(shù)的硬件和軟件系統(tǒng)被稱為SPOOL，或稱為假脫機(jī)系統(tǒng)。假定某系統(tǒng)的全部行式打印機(jī)采用了虛擬設(shè)備技術(shù)(即使用了SPOOL技術(shù))，當(dāng)某進(jìn)程要求打印輸出時(shí)，輸出SPOOL并不是把某臺(tái)打印機(jī)分配給該進(jìn)程，而是在某共享設(shè)備(磁盤)上的輸出SPOOL存儲(chǔ)區(qū)中，為其分配一塊存儲(chǔ)空間，同時(shí)為該進(jìn)程的輸出數(shù)據(jù)建立一個(gè)文件(文件名可缺省)。該進(jìn)程的輸出數(shù)據(jù)實(shí)際上并未從打印機(jī)上輸出，而只是以文件形式輸出，并暫存放在輸出SPOOL存儲(chǔ)區(qū)中。這個(gè)輸出文件實(shí)際上相當(dāng)于虛擬的行式打印機(jī)。各進(jìn)程的輸出都以文件形式暫時(shí)存放在輸出SPOOL存儲(chǔ)區(qū)中并形成了一個(gè)輸出隊(duì)列，由輸出SPOOL控制打印機(jī)進(jìn)程，依次將輸出隊(duì)列中的各進(jìn)程的輸出文件最后實(shí)際地打印輸出。SPOOL系統(tǒng)的特點(diǎn)：1.用戶進(jìn)程并未真正分得打印機(jī)，或者說打印機(jī)并未分給某個(gè)進(jìn)程獨(dú)占地使用。2.用戶進(jìn)程實(shí)際被發(fā)給的不是打印設(shè)備，而是共享設(shè)備中的一個(gè)存儲(chǔ)區(qū)，即虛擬設(shè)備。3.獨(dú)享設(shè)備使用效率提高了，從而系統(tǒng)效率也提高了。該輸出SPOOL的程序結(jié)構(gòu)大致可描述如下：begin

repeat

if“輸出隊(duì)列為空”thenWAIT

“從輸出隊(duì)列取下一個(gè)文件”；

“打開該文件”；

begin

repeat

“從磁盤緩沖區(qū)中讀一文件行”；

“打印該文件輸出行”；

“等待打印機(jī)完成中斷”；

until(endoffile)

end

forever

end本程序中主要是輸出SPOOL的打印發(fā)送部分–––由輸出隊(duì)列中逐個(gè)打印輸出。通常還應(yīng)有接收部分–––將用戶進(jìn)程的輸出放入輸出隊(duì)列，并為之建立輸出文件。這部分可與文件系統(tǒng)結(jié)合，在此從略。(c)按基本信息單位分：字符設(shè)備–––處理信息以字符為單位，慢(打印機(jī))塊設(shè)備–––以一組數(shù)據(jù)為單位(512字節(jié))，快(磁盤)三、部分設(shè)備特性簡(jiǎn)介：(i)磁盤－軟盤、硬盤參數(shù)：驅(qū)動(dòng)器(A.B.C)，面(磁頭號(hào))，磁道(柱面號(hào))，扇區(qū)例：磁頭讀寫位置磁道1.雖然同樣的扇區(qū)由于所處的磁道位置不同，其實(shí)際的物理長(zhǎng)度不同，(離園心近的磁道上的扇區(qū)長(zhǎng)度小于離園心遠(yuǎn)的)但它們所記錄的信息量卻是相等，512個(gè)字節(jié)/每扇區(qū)。2.設(shè)備管理：接道和扇區(qū)進(jìn)行讀寫。對(duì)磁盤迭中的一個(gè)物理記錄進(jìn)行定位。需要三個(gè)參數(shù)：(1)柱面號(hào)(2)磁頭號(hào)(3)扇區(qū)號(hào)3.磁盤容量的計(jì)算：1)表格(容量，道，扇區(qū)面對(duì)照表)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(jì)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中文件的邏輯結(jié)構(gòu)是流式文件結(jié)構(gòu)，即文件存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)采用鏈接文件結(jié)構(gòu)，但鏈接指針不是保存在文件的信息塊中，而是集中保存在文件定位表FAT中。在MS－DOS中盤空間的分配單位是“簇”，簇的大小由盤的類型決定，對(duì)于雙面軟盤，簇的大小為1KB(兩個(gè)磁盤塊)。B.文件定位表FAT的每一個(gè)登記項(xiàng)用12位或16位，當(dāng)硬盤大于10M字節(jié)時(shí)用16位的登記項(xiàng)組成FAT。FAT的前兩個(gè)登記項(xiàng)用來標(biāo)記盤的類型，雙面軟盤的類型標(biāo)記為FDFFFF。第三個(gè)登記項(xiàng)開始表示盤簇的分配情況，以12位的登記項(xiàng)為例，它們的含意為：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(hào)C.文件信息的起始簇號(hào)登記在該文件的目錄項(xiàng)中，文件定位表的結(jié)構(gòu)如下圖：FDFFFF004000020021045046FFF

0000010020030040200210450460002文件首簇文件目錄項(xiàng)中的首簇號(hào)文件末簇文件定位表FATD、E.在MS－DOS中的鏈接文件結(jié)構(gòu)有四個(gè)特點(diǎn)：一是在文件目錄項(xiàng)中只要指出文件的首簇號(hào)，因此，即使文件很大也只需要一個(gè)目錄項(xiàng)；二是文件的長(zhǎng)度僅受盤空間的限制；三是文件定位表FAT也起到了“磁盤空間分配表”的作用，而不必再另用位示圖等來表示磁盤空間的分配情況了，F(xiàn)AT中為“000”的登記項(xiàng)所對(duì)應(yīng)的簇號(hào)就是當(dāng)前空閑的盤空間；四是MS－DOS把文件的鏈接指針集中在FAT中，而不是分散在磁盤塊中，因此，能很快地找到文件的存放位置，這種鏈接結(jié)構(gòu)既可采用順序存取方式又可有效地進(jìn)行隨機(jī)存取?！?.2設(shè)備管理概述1.設(shè)備絕對(duì)號(hào)、相對(duì)號(hào)、類型號(hào)：一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的可配置有多種類型的外設(shè)，而同一類型的外設(shè)又可有多臺(tái)。通常將系統(tǒng)中的每一臺(tái)設(shè)備按某種原則進(jìn)行編號(hào)，這些編號(hào)就作為硬件區(qū)分和識(shí)別設(shè)備的代號(hào)，稱為設(shè)備的絕對(duì)號(hào)。因?yàn)橛脩舨豢赡苤滥囊慌_(tái)正被使用，那臺(tái)空閑，所以為提高利用率，避免多道程序中用戶使用設(shè)備時(shí)發(fā)生矛盾，把調(diào)度和管理外設(shè)的工作交給os完成，用戶使用外設(shè)時(shí)，只需向系統(tǒng)說明所需使用的設(shè)備類型即可，至于實(shí)際使用的該類設(shè)備的那一臺(tái)，由os去調(diào)度，引出設(shè)備類型號(hào)－為每一類外設(shè)規(guī)定的編號(hào)。例：UNIX系統(tǒng)中主設(shè)備號(hào)–––類型號(hào)次設(shè)備號(hào)–––第幾臺(tái)設(shè)備引出設(shè)備相對(duì)號(hào)：即標(biāo)識(shí)的方法類似于存儲(chǔ)管理中的相對(duì)地址，是用戶自己規(guī)定并使用系統(tǒng)能了解他要使用的是這幾臺(tái)同類設(shè)備中的哪一臺(tái)(通常用一個(gè)整數(shù)來表示)。如：Lp代表行式打印機(jī)Lp1代表行式打印機(jī)第一臺(tái)優(yōu)點(diǎn)：

方便用戶編程

提高了設(shè)備的利用率例：PC：PRN：LPT1，LPT2CON：Com1，Com2Typereadme.TxT>PRN(1)記住所有設(shè)備，控制器和通道的狀態(tài)。(2)按用戶要求啟動(dòng)具體設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸操作，并且處理設(shè)備的中斷。(3)在現(xiàn)代多道程序系統(tǒng)中，系統(tǒng)中的進(jìn)程數(shù)總是多于I/O設(shè)備數(shù)，按一定的算法在諸進(jìn)程間調(diào)度和分配設(shè)備。編制輸入輸出程序是相當(dāng)復(fù)雜的，由操作系統(tǒng)來負(fù)責(zé)輸入輸出工作，使系統(tǒng)形成一種對(duì)“用戶友好”的環(huán)境，目前許多系統(tǒng)都提供了標(biāo)準(zhǔn)的輸入輸出控制系統(tǒng)供用戶使用。方便性：將用戶所用的設(shè)備的機(jī)器中實(shí)際進(jìn)行I/o操作的物理設(shè)備相分離，僅使用邏輯設(shè)備名，這樣用戶僅與邏輯名設(shè)備有關(guān)，而與具體的物理設(shè)備無關(guān)。設(shè)備獨(dú)立性包含兩個(gè)方面的內(nèi)容。第一個(gè)內(nèi)容，一個(gè)程序應(yīng)該與給定設(shè)備類型中的哪一臺(tái)設(shè)備供其使用無關(guān)。第二個(gè)內(nèi)容，要求用戶程序盡可能地與設(shè)備類型無關(guān)。這個(gè)要求意味著程序不要對(duì)具體的物理設(shè)備進(jìn)行操作，而是從“虛擬設(shè)備”上進(jìn)行操作。設(shè)備獨(dú)立性：為了提高設(shè)備利用率和系統(tǒng)效率，設(shè)備管