操作系統(tǒng)課件os05設(shè)備管理本課件涵蓋操作系統(tǒng)設(shè)備管理的全部?jī)?nèi)容，包括設(shè)備分類、資源分配和驅(qū)動(dòng)程序的實(shí)現(xiàn)，以及中斷處理和性能優(yōu)化等。設(shè)備分類及介紹輸入設(shè)備鍵盤(pán)、鼠標(biāo)、觸控板輸出設(shè)備打印機(jī)、顯示器、投影儀存儲(chǔ)設(shè)備硬盤(pán)、光驅(qū)、閃存卡通信設(shè)備網(wǎng)卡、調(diào)制解調(diào)器、無(wú)線電設(shè)備管理的目標(biāo)設(shè)備可靠性確保設(shè)備的可靠性，防止故障發(fā)生影響系統(tǒng)正常運(yùn)行。設(shè)備性能平衡系統(tǒng)各種資源，提高系統(tǒng)的性能。設(shè)備可擴(kuò)展性具有良好的可擴(kuò)展性，方便系統(tǒng)升級(jí)和擴(kuò)展。設(shè)備管理和硬件之間的交互設(shè)備控制器設(shè)備控制器是管理設(shè)備的硬件，具有與設(shè)備交互的特定接口。設(shè)備管理程序設(shè)備管理程序通過(guò)設(shè)備控制器與硬件交互，控制設(shè)備的分配和釋放。設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序是設(shè)備與操作系統(tǒng)交互的軟件接口，控制設(shè)備的輸入輸出和狀態(tài)。設(shè)備資源分配1靜態(tài)分配系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)分配固定的設(shè)備資源，不允許動(dòng)態(tài)更改。2動(dòng)態(tài)分配按需分配設(shè)備資源，允許動(dòng)態(tài)更改，但可能會(huì)出現(xiàn)資源爭(zhēng)用問(wèn)題。3虛擬設(shè)備使用虛擬設(shè)備提供的抽象接口，將多個(gè)物理設(shè)備模擬成一個(gè)虛擬設(shè)備。設(shè)備管理的方法與程序1輪詢方式按照順序周期性輪詢各個(gè)設(shè)備的狀態(tài)，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。2中斷方式設(shè)備發(fā)生中斷時(shí)，立即通知系統(tǒng)進(jìn)行處理，提高響應(yīng)速度。3DMA方式通過(guò)專門(mén)的DMA控制器，直接進(jìn)行設(shè)備直接內(nèi)存訪問(wèn)，提高數(shù)據(jù)傳輸速度。設(shè)備管理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)備描述符存儲(chǔ)設(shè)備類型、設(shè)備狀態(tài)等信息。設(shè)備隊(duì)列存儲(chǔ)等待使用設(shè)備的進(jìn)程隊(duì)列。中斷向量表存儲(chǔ)各種設(shè)備的中斷處理程序地址。設(shè)備分配與釋放1設(shè)備占用當(dāng)設(shè)備被一個(gè)進(jìn)程占用時(shí)，其他進(jìn)程無(wú)法使用該設(shè)備。2設(shè)備分配分配設(shè)備前需要檢查設(shè)備是否可用，并記錄設(shè)備的使用信息。3設(shè)備釋放釋放設(shè)備后需要將設(shè)備的使用信息清除，以便其他進(jìn)程使用。中斷服務(wù)例程異常中斷處理硬件設(shè)備異常、程序錯(cuò)誤等導(dǎo)致的中斷，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性。系統(tǒng)調(diào)用提供進(jìn)程與操作系統(tǒng)交互的接口，例如文件讀寫(xiě)、內(nèi)存管理等，方便進(jìn)程使用系統(tǒng)資源。定時(shí)中斷定期產(chǎn)生中斷，執(zhí)行時(shí)間片輪轉(zhuǎn)，保證各進(jìn)程公平占用CPU。設(shè)備管理的性能優(yōu)化設(shè)備獨(dú)占盡量避免多個(gè)進(jìn)程獨(dú)占同一設(shè)備，以免出現(xiàn)進(jìn)程饑餓。設(shè)備打包將多個(gè)同類型設(shè)備打包起來(lái)，允許