1、作業(yè),P135 3、4、8、9、10、12、14、16 P167 1、2、4、5、7、8、9 P200 9、10,第六章 設(shè)備管理 設(shè)備管理是操作系統(tǒng)中負(fù)責(zé)直接處理硬件設(shè)備的部分，它對(duì)硬件設(shè)備進(jìn)行抽象，使用戶(hù)程序通過(guò)操作系統(tǒng)完成對(duì)I/O設(shè)備的操作。6.1 概述6.2 I/O軟件的組成6.3 I/O硬件特點(diǎn)6.4 有關(guān)技術(shù)6.5 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備6.6 設(shè)備處理6.7 典型外部設(shè)備,6.1 概述6.1.1 I/O管理的重要性,I/O設(shè)備就像計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的五官和四肢 2. I/O性能經(jīng)常成為系統(tǒng)性能的瓶頸 (1)CPU性能不等于系統(tǒng)性能 響應(yīng)時(shí)間也是一個(gè)重要因素 (2)CPU性能越高，與I/O差距越大 彌補(bǔ)

2、：更多的進(jìn)程 (3)進(jìn)程切換多，系統(tǒng)開(kāi)銷(xiāo)大,3.操作系統(tǒng)龐大復(fù)雜的原因之一是：資源多、雜，并發(fā)，均來(lái)自I/O 4.理解I/O的工作過(guò)程與結(jié)構(gòu)是理解操作系統(tǒng)的工作過(guò)程與結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵 5.與其他功能聯(lián)系密切，特別是文件系統(tǒng),6.1.2 設(shè)備的分類(lèi),1.按使用特性分 存儲(chǔ)型設(shè)備 輸入型設(shè)備（外設(shè)主機(jī)） 輸出型設(shè)備（主機(jī)外設(shè)） 輸入輸出型設(shè)備（交互型設(shè)備） 2.按數(shù)據(jù)組織分 塊設(shè)備 以數(shù)據(jù)塊為單位存儲(chǔ)、傳輸信息 字符設(shè)備 以字符為單位存儲(chǔ)、傳輸信息,3.按外部設(shè)備的從屬關(guān)系分 系統(tǒng)設(shè)備 指操作系統(tǒng)生成時(shí)，登記在系統(tǒng)中的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備 （如終端、打印機(jī)、磁盤(pán)機(jī)等） 用戶(hù)設(shè)備 指在系統(tǒng)生成時(shí)，未登記在系統(tǒng)中的非標(biāo)

3、準(zhǔn)設(shè)備。對(duì)于這類(lèi)設(shè)備的處理程序由用戶(hù)提供，并將其納入系統(tǒng)，由系統(tǒng)代替用戶(hù)實(shí)施管理。 （如A/D，D/A轉(zhuǎn)換器，CAD所用專(zhuān)用設(shè)備）,4. 按資源分配角度分 獨(dú)占設(shè)備 在一段時(shí)間內(nèi)只能有一個(gè)進(jìn)程使用的設(shè)備，一般為低速I(mǎi)/O設(shè)備。（如打印機(jī)，磁帶等） 共享設(shè)備 在一段時(shí)間內(nèi)可有多個(gè)進(jìn)程以交叉的方式來(lái)共同使用的設(shè)備，其資源利用率高。（如硬盤(pán)） 虛設(shè)設(shè)備 在一類(lèi)設(shè)備上模擬另一類(lèi)設(shè)備，常用共享設(shè)備模擬獨(dú)占設(shè)備，用高速設(shè)備模擬低速設(shè)備，被模擬的設(shè)備稱(chēng)為虛設(shè)備。目的是將慢速的獨(dú)占設(shè)備改造成多個(gè)用戶(hù)可共享的設(shè)備，提高設(shè)備的利用率。 （實(shí)例：SPOOLing技術(shù)，利用虛設(shè)備技術(shù) 用硬盤(pán)模擬輸入輸出設(shè)備）,5.從

4、程序使用角度分 邏輯設(shè)備 物理設(shè)備 6.按數(shù)據(jù)傳輸率分 高速設(shè)備 低速設(shè)備 中速設(shè)備,6.1.3 設(shè)備管理的目標(biāo)和任務(wù),按照用戶(hù)的請(qǐng)求, 控制設(shè)備的各種操作, 完成I/O設(shè)備與內(nèi)存之間的數(shù)據(jù)交換, 最終完成用戶(hù)的I/O請(qǐng)求 完成功能: (1) 設(shè)備分配與回收 記錄設(shè)備的狀態(tài) 根據(jù)用戶(hù)的請(qǐng)求和設(shè)備的類(lèi)型, 采用一定的分配算法, 選擇一條數(shù)據(jù)通路 (2) 建立統(tǒng)一的獨(dú)立于設(shè)備的接口 (3) 完成設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，實(shí)現(xiàn)真正的I/O操作 (4) 處理外部設(shè)備的中斷處理 (5) 管理I/O緩沖區(qū),2. 向用戶(hù)提供使用外部設(shè)備的方便接口，屏蔽了硬件細(xì)節(jié)(設(shè)備的物理細(xì)節(jié), 錯(cuò)誤處理, 不同I/O的差異性)使用戶(hù)

5、擺脫繁瑣的編程負(fù)擔(dān)。 方便性、 友好界面、 透明性 3. 利用各種技術(shù)(通道, 中斷, 緩沖等)提高CPU與設(shè)備、設(shè)備與設(shè)備之間的并行工作能力, 提高資源利用率 并行性 均衡性（使設(shè)備充分忙碌） 4. 保證在多道環(huán)境下, 多個(gè)進(jìn)程競(jìng)爭(zhēng)使用設(shè)備時(shí), 按一定策略分配和管理各種設(shè)備,使系統(tǒng)能有條不紊的工作 5. 保護(hù) 設(shè)備傳送或管理的數(shù)據(jù)應(yīng)該是安全的、不被破壞的、保密的,6. 與設(shè)備無(wú)關(guān)性(設(shè)備獨(dú)立性) 用戶(hù)在編制程序時(shí), 使用邏輯設(shè)備名, 由系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)從邏輯設(shè)備到物理設(shè)備(實(shí)際設(shè)備)的轉(zhuǎn)換。 用戶(hù)能獨(dú)立于具體物理設(shè)備而方便的使用設(shè)備,用戶(hù)申請(qǐng)使用設(shè)備時(shí), 只需要指定設(shè)備類(lèi)型, 而無(wú)須指定具體物理設(shè)備

6、, 系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)前的請(qǐng)求, 及設(shè)備分配的情況, 在相同類(lèi)別設(shè)備中, 選擇一個(gè)空閑設(shè)備,并將其分配給一個(gè)申請(qǐng)進(jìn)程。 7. 統(tǒng)一性： 對(duì)不同的設(shè)備采取統(tǒng)一的操作方式, 在用戶(hù)程序中使用的是邏輯設(shè)備。優(yōu)點(diǎn)是: 設(shè)備忙碌或設(shè)備故障時(shí)，用戶(hù)不必修改程序 改善了系統(tǒng)的可適應(yīng)性和可擴(kuò)展性,6.1.4典型的外部設(shè)備,一.磁盤(pán) 幾乎所有計(jì)算機(jī)都使用磁盤(pán)來(lái)存儲(chǔ)信息。從存儲(chǔ)角度，與內(nèi)存比較起來(lái)，磁盤(pán)有三個(gè)主要的優(yōu)點(diǎn)： 1. 可用的存儲(chǔ)容量非常大 2. 價(jià)格非常低 3. 電源關(guān)掉后信息不會(huì)丟失,實(shí)際的硬盤(pán)都組織成許多柱面，每一個(gè)柱面上的磁道數(shù)和垂直放置的磁頭個(gè)數(shù)相同 磁道又被分成許多扇區(qū)，每條磁道上扇區(qū)數(shù)目典型為8至3

7、2，每個(gè)扇區(qū)包含相同的字節(jié)數(shù) 磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)程序有重要設(shè)備特性：控制器可以同時(shí)控制兩個(gè)或多個(gè)驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行尋道，這就是重疊尋道（overlapped seeks） 當(dāng)控制器和軟件等待一個(gè)驅(qū)動(dòng)器完成尋道時(shí)，控制器可以啟動(dòng)另一個(gè)驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行尋道。許多控制器也可以在對(duì)一個(gè)或多個(gè)其他驅(qū)動(dòng)器尋道的同時(shí)在一個(gè)驅(qū)動(dòng)器上進(jìn)行讀寫(xiě)操作 但是控制器不能同時(shí)讀寫(xiě)兩個(gè)驅(qū)動(dòng)器（讀寫(xiě)數(shù)據(jù)要求控制器在微秒級(jí)范圍傳輸數(shù)據(jù)，所以一個(gè)傳輸就基本用完了所有的計(jì)算能力）,二.時(shí)鐘 時(shí)鐘（clock），又稱(chēng)為定時(shí)器（timer） (1) 時(shí)鐘負(fù)責(zé)提供一天的時(shí)間 (2) 防止一個(gè)進(jìn)程壟斷CPU 時(shí)鐘既不是塊設(shè)備，也不是字符設(shè)備，但時(shí)鐘軟件通常也采用

8、設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的形式。 兩種類(lèi)型： 比較簡(jiǎn)單的時(shí)鐘被連到110V或220V的電源線上，每個(gè)電壓周期產(chǎn)生一個(gè)中斷，頻率是50Hz或60Hz 另一種時(shí)鐘由三個(gè)部件構(gòu)成：晶體振蕩器、計(jì)數(shù)器和存儲(chǔ)寄存器 石英晶體產(chǎn)生的精確的周期信號(hào)，典型的范圍是5到100MHz 信號(hào)送到到計(jì)數(shù)器，使其遞減計(jì)數(shù)至0。當(dāng)計(jì)數(shù)器變?yōu)?時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)CPU中斷信號(hào),可編程時(shí)鐘操作方式： 在單脈沖方式（one-shot mode）下，當(dāng)時(shí)鐘啟動(dòng)時(shí)，它把存儲(chǔ)寄存器的值拷貝到計(jì)數(shù)器中，然后，晶體的每一個(gè)脈沖使計(jì)數(shù)器減1。當(dāng)計(jì)數(shù)器為0時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)中斷，并停止工作，直到軟件再一次顯式啟動(dòng)它 在方波方式（square-wave mode）下

9、，當(dāng)計(jì)數(shù)器為0并產(chǎn)生中斷時(shí)，存儲(chǔ)寄存器的值自動(dòng)拷貝到計(jì)數(shù)器，這個(gè)過(guò)程不斷地重復(fù)下去。周期性的中斷稱(chēng)為時(shí)鐘滴答（clock tick ） 可編程時(shí)鐘的優(yōu)點(diǎn)是其中斷頻率可由軟件控制 時(shí)鐘硬件所做的工作是每隔一定的時(shí)間間隔產(chǎn)生一個(gè)中斷 涉及時(shí)間的其他所有工作都必須由軟件時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)程序完成,時(shí)鐘軟件的功能： 1維護(hù)日期時(shí)間 2防止進(jìn)程超時(shí)運(yùn)行 3對(duì)CPU的使用情況記帳 4處理用戶(hù)進(jìn)程提出的時(shí)間鬧鐘系統(tǒng)調(diào)用 5為系統(tǒng)本身各部分提供監(jiān)視定時(shí)器 6繪制CPU運(yùn)行直方圖，完成監(jiān)視和統(tǒng)計(jì)信息收集,三.終端 每臺(tái)計(jì)算機(jī)都配有一個(gè)或多個(gè)終端與之通信 為了使操作系統(tǒng)中與設(shè)備無(wú)關(guān)部分和用戶(hù)程序?qū)τ诓煌吞?hào)的終端不必重寫(xiě)，

10、終端驅(qū)動(dòng)程序隱藏了各種類(lèi)型終端的差異 根據(jù)與操作系統(tǒng)的通信方法將終端分為兩大類(lèi)： （1）RS232標(biāo)準(zhǔn)接口 （2）存儲(chǔ)映像終端 RS232終端 由鍵盤(pán)和顯示器構(gòu)成，通過(guò)串行接口一次一位地與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行通信。這些終端使用25針的連接器，其中一針用于發(fā)送數(shù)據(jù)，一針用于接收數(shù)據(jù)，一針接地，其余22針用于各種控制功能（大部分未使用）,存儲(chǔ)映像終端 本身是計(jì)算機(jī)的組成部分 通過(guò)專(zhuān)用存儲(chǔ)器接口與計(jì)算機(jī)通信，稱(chēng)為視頻RAM（video RAM），是計(jì)算機(jī)地址空間的一部分，CPU對(duì)它的尋址與對(duì)其他存儲(chǔ)器的尋址是一樣 視頻控制器(video controller)，從視頻RAM中取出字符，產(chǎn)生用于驅(qū)動(dòng)顯示器視

11、頻信號(hào) 當(dāng)CPU將一個(gè)字符寫(xiě)到視頻RAM時(shí)，在一幀顯示周期內(nèi)顯示在屏幕上,6.2 I/O軟件的組成,IO軟件的基本思想是按分層的思想構(gòu)成，較低層軟件要使較高層軟件獨(dú)立于硬件的特性，較高層軟件則要向用戶(hù)提供一個(gè)友好的、清晰的、簡(jiǎn)單的、功能更強(qiáng)的接口,I/O軟件的層次結(jié)構(gòu)及功能,IO軟件的目標(biāo),設(shè)備獨(dú)立性 是設(shè)計(jì)IO軟件時(shí)的關(guān)鍵概念。用戶(hù)在編寫(xiě)使用軟盤(pán)或硬盤(pán)上文件的程序時(shí),無(wú)需為不同的設(shè)備類(lèi)型而修改程序。 統(tǒng)一命名 文件或設(shè)備有統(tǒng)一命名, 名字只應(yīng)是一個(gè)簡(jiǎn)單的字符串或一個(gè)整數(shù), 不應(yīng)依賴(lài)于設(shè)備。 出錯(cuò)處理 數(shù)據(jù)傳輸中的錯(cuò)誤應(yīng)盡可能在接近硬件層上處理 可共享設(shè)備和獨(dú)占設(shè)備的處理,中斷處理程序 每個(gè)進(jìn)

12、程在啟動(dòng)一個(gè)IO操作后阻塞 直到IO操作完成并產(chǎn)生一個(gè)中斷 由操作系統(tǒng)接管CPU后喚醒該進(jìn)程為止,設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序 與設(shè)備密切相關(guān)的代碼放在設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序中, 每個(gè)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序處理一種設(shè)備類(lèi)型 每一個(gè)控制器都設(shè)有一個(gè)或多個(gè)設(shè)備寄存器，用來(lái)存放向設(shè)備發(fā)送的命令和參數(shù)。設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序負(fù)責(zé)釋放這些命令, 并監(jiān)督它們正確執(zhí)行。 一般, 設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的任務(wù)是接收來(lái)自與設(shè)備無(wú)關(guān)的上層軟件的抽象請(qǐng)求, 并執(zhí)行這個(gè)請(qǐng)求 在設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的進(jìn)程釋放一條或多條命令后,系統(tǒng)有兩種處理方式, 多數(shù)情況下, 執(zhí)行設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的進(jìn)程必須等待命令完成, 這樣, 在命令開(kāi)始執(zhí)行后, 它阻塞自已, 直到中斷處理時(shí)將它解除阻塞為止。而在其

13、它情況下, 命令執(zhí)行不必延遲就很快完成,與設(shè)備無(wú)關(guān)的I/O軟件 雖然IO軟件中一部分是設(shè)備專(zhuān)用的，但大部分軟件是與設(shè)備無(wú)關(guān)的。設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序與設(shè)備獨(dú)立軟件之間的確切界限是依賴(lài)于具體系統(tǒng)的。 獨(dú)立于設(shè)備的軟件的基本任務(wù)是實(shí)現(xiàn)所有設(shè)備都需要的功能，并且向用戶(hù)級(jí)軟件提供一個(gè)統(tǒng)一的接口。 主要功能：設(shè)備命名；設(shè)備保護(hù)；與設(shè)備無(wú)關(guān)的塊大小；數(shù)據(jù)緩沖；數(shù)據(jù)塊的分配；對(duì)獨(dú)占設(shè)備的分配與釋放；錯(cuò)誤處理等。,6.3 I/O硬件特點(diǎn),IO設(shè)備一般由機(jī)械和電子兩部分組成 1.物理設(shè)備 機(jī)械部分是設(shè)備本身（物理裝置） 2.設(shè)備控制器 電子部分叫做設(shè)備控制器或適配器。 在小型和微型機(jī)中，它常采用印刷電路卡插入計(jì)算機(jī)中 控

14、制器卡上通常有一個(gè)插座，通過(guò)電纜與設(shè)備相連 控制器和設(shè)備之間的接口是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)接口，它符合ANSI、IEEE或ISO這樣的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),一.DMA（直接存儲(chǔ)器訪問(wèn)）方式 為了進(jìn)一步減少CPU對(duì)I/O的干預(yù)引入DMA控制方式, 它有以下特點(diǎn)： 數(shù)據(jù)在內(nèi)存與I/O設(shè)備之間傳送的基本單位是數(shù)據(jù)塊。 數(shù)據(jù)是直接在設(shè)備內(nèi)存之間傳送的。 僅在傳送一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)塊的開(kāi)始和結(jié)束時(shí)才需要CPU對(duì)I/O的干預(yù), 傳送工作本身是由DMA控制器完成的。 DMA需要附加的輔助硬件，且該DMA硬件屬于設(shè)備的電子部分的功能（由控制器實(shí)現(xiàn)）。許多控制器，尤其是塊設(shè)備控制器都支持DMA。,DMA控制器的組成 主機(jī)與DMA控制器的接口

15、 數(shù)據(jù)寄存器(DR) 內(nèi)存地址寄存器(MAR) 數(shù)據(jù)計(jì)數(shù)器(DC) 命令/狀態(tài)寄存器(CR) DMA控制器與塊設(shè)備的接口 I/O控制邏輯,DMA方式的工作流程 （1）設(shè)置MAR和DC初值； （2）啟動(dòng)DMA傳送命令； （3）挪用存儲(chǔ)器周期傳送數(shù)據(jù)字； （4）存儲(chǔ)器地址增加1, 數(shù)據(jù)計(jì)數(shù)器DC減1； （5）DC=0 則到（6）, 否則到（3） （6）請(qǐng)求中斷,CPU向控制器發(fā)出啟動(dòng)DMA通知和有關(guān)參數(shù),控制器向內(nèi)存發(fā)出詢(xún)問(wèn)請(qǐng)求,訪問(wèn)內(nèi)存（讀、寫(xiě)）,計(jì)數(shù)器減1,結(jié)束否,發(fā)中斷,N,Y,DMA的實(shí)現(xiàn)流程,二. 通道技術(shù) 1.定義：通道是獨(dú)立于CPU的專(zhuān)門(mén)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)輸入/輸出傳輸工作的處理機(jī)，對(duì)外部設(shè)備

16、實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一管理，代替CPU對(duì)輸入/輸出操作進(jìn)行控制，從而使輸入、輸出操作可與CPU并行操作。 2.引入通道的目的 為了使CPU從I/O事務(wù)中解脫出來(lái)，同時(shí)為了提高CPU與設(shè)備，設(shè)備與設(shè)備之間的并行工作能力,3. 分類(lèi) 1) 字節(jié)多路通道 字節(jié)多路通道以字節(jié)為單位傳輸信息，它可以分時(shí)地執(zhí)行多個(gè)通道程序。當(dāng)一個(gè)通道程序控制某臺(tái)設(shè)備傳送一個(gè)字節(jié)后，通道硬件就控制轉(zhuǎn)去執(zhí)行另一個(gè)通道程序，控制另一臺(tái)設(shè)備傳送信息。 主要連接以字節(jié)為單位的低速I(mǎi)/O設(shè)備。如打印機(jī)，終端。 以字節(jié)為單位交叉?zhèn)鬏?，?dāng)一臺(tái)傳送一個(gè)字節(jié)后，立即轉(zhuǎn)去為另一臺(tái)傳送字節(jié),2)選擇通道 選擇通道是以成組方式工作的，即每次傳送一批數(shù)據(jù)，故傳送

17、速度很高。選擇通道在一段時(shí)間內(nèi)只能執(zhí)行一個(gè)通道程序，只允許一臺(tái)設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸 當(dāng)這臺(tái)設(shè)備數(shù)據(jù)傳輸完成后，再選擇與通道連接的另一臺(tái)設(shè)備，執(zhí)行它的相應(yīng)的通道程序 主要連接磁盤(pán)，磁帶等高速I(mǎi)/O設(shè)備,3)數(shù)組多路通道 它結(jié)合了選擇通道傳送速度高和字節(jié)多路通道能進(jìn)行分時(shí)并行操作的優(yōu)點(diǎn)。它先為一臺(tái)設(shè)備執(zhí)行一條通道指令，然后自動(dòng)轉(zhuǎn)接，為另一臺(tái)設(shè)備執(zhí)行一條通道指令 主要連接高速設(shè)備 這樣，對(duì)于連接多臺(tái)磁盤(pán)機(jī)的數(shù)組多路通道，它可以啟動(dòng)它們同時(shí)執(zhí)行移臂定位操作，然后，按序交叉地傳輸一批批數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)多路通道實(shí)際上是對(duì)通道程序采用多道程序設(shè)計(jì)的硬件實(shí)現(xiàn),4.硬件連接結(jié)構(gòu),交叉連接,5. 通道工作原理 通道相當(dāng)于一

18、個(gè)功能簡(jiǎn)單的處理機(jī)，包含通道指令（空操作，讀操作，寫(xiě)操作，控制，轉(zhuǎn)移操作），并可執(zhí)行用這些指令編寫(xiě)的通道程序 通道運(yùn)算控制部件： 通道地址字 CAW：記錄通道程序在內(nèi)存中的地址 通道命令字 CCW：保存正在執(zhí)行的通道指令 通道狀態(tài)字 CSW：存放通道執(zhí)行后的返回結(jié)果 通道數(shù)據(jù)字 CDW：存放傳輸數(shù)據(jù) 通道和CPU共用內(nèi)存,工作原理 CPU：執(zhí)行用戶(hù)程序，當(dāng)遇到I/O請(qǐng)求時(shí)，可根據(jù)該請(qǐng)求生成通道程序放入內(nèi)存（也可事先編好放入內(nèi)存），并將該通道程序的首地址放入CAW中；之后執(zhí)行“啟動(dòng)I/O”指令，啟動(dòng)通道工作。 通道：接收到“啟動(dòng)I/O”指令后，從CAW中取出通道程序的首地址，并根據(jù)首地址取出第一

19、條指令放入CCW中，同時(shí)向CPU發(fā)回答信號(hào)，使CPU可繼續(xù)執(zhí)行其他程序，而通道則開(kāi)始執(zhí)行通道程序，完成傳輸工作,（通道程序完成實(shí)際I/O，啟動(dòng)I/O設(shè)備，執(zhí)行完畢后,如果還有下一條指令，則繼續(xù)執(zhí)行, 否則表示傳輸完成）,當(dāng)通道傳輸完成最后一條指令時(shí)，向CPU發(fā)I/O中斷，并且通道停止工作。CPU接收中斷信號(hào)，從CSW中取得有關(guān)信息，決定下一步做什么,6.4 緩沖技術(shù) 1. 緩沖技術(shù)的引入 凡是數(shù)據(jù)到達(dá)和離去速度不匹配的地方均可采用緩沖技術(shù)。 在操作系統(tǒng)中采用緩沖是為了實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的 I/O操作，以緩解CPU與外部設(shè)備之間速度不匹配的矛盾，提高資源利用率 緩沖技術(shù) 減少了I/O設(shè)備對(duì)處理器的中斷請(qǐng)求

20、次數(shù) 簡(jiǎn)化了中斷機(jī)制 節(jié)省了系統(tǒng)開(kāi)銷(xiāo),2.緩沖區(qū)設(shè)置 硬緩沖： 在設(shè)備中設(shè)置緩沖區(qū)，由硬件實(shí)現(xiàn) 軟緩沖： 在內(nèi)存中開(kāi)辟一個(gè)空間，用作緩沖區(qū) 3.緩沖區(qū)管理 緩沖區(qū)按使用方式有專(zhuān)用緩沖區(qū)和通用緩沖區(qū)。 單緩沖：在操作系統(tǒng)中設(shè)置一個(gè)緩沖區(qū) 雙緩沖：在操作系統(tǒng)中為某一設(shè)備設(shè)置兩個(gè)緩沖區(qū) 緩沖池：多個(gè)緩沖區(qū)連接起來(lái)統(tǒng)一管理，常采用多緩沖管理,6.4.5 CPU高速緩沖,在計(jì)算機(jī)中，為了減少CPU的等待時(shí)間，必須提高系統(tǒng)主存儲(chǔ)器的響應(yīng)速度 為此使用了高速緩存，用來(lái)存儲(chǔ)CPU常用的代碼和數(shù)據(jù)信息,1. 工作原理,基于程序訪問(wèn)的局部性 分析表明，在一個(gè)較短的時(shí)間間隔內(nèi)，由程序產(chǎn)生的地址往往集中在存儲(chǔ)器邏輯地

21、址空間的很小范圍內(nèi) 對(duì)數(shù)組的存儲(chǔ)和訪問(wèn)以及工作單元的選擇都可以使存儲(chǔ)器地址相對(duì)集中 對(duì)局部范圍的存儲(chǔ)器地址頻繁訪問(wèn)，而對(duì)此范圍以外的地址則訪問(wèn)甚少的現(xiàn)象，就稱(chēng)為程序訪問(wèn)的局部性 高速緩沖存儲(chǔ)器：根據(jù)程序的局部性原理，在主存和CPU通用寄存器之間設(shè)置一個(gè)高速的容量相對(duì)較小的存儲(chǔ)器，把正在執(zhí)行的指令地址附近的一部分指令或數(shù)據(jù)從主存調(diào)入這個(gè)存儲(chǔ)器，供CPU在一段時(shí)間內(nèi)使用。這對(duì)提高運(yùn)行速度有很大的作用。,命中率： CPU在任一時(shí)刻從高速緩沖中可靠獲取數(shù)據(jù)的幾率 命中率越高，正確獲取數(shù)據(jù)的可靠性就越大 高速緩沖空間與主存空間在一定范圍內(nèi)保持適當(dāng)比例的映射關(guān)系，高速緩沖的命中率相當(dāng)高 一般規(guī)定高速緩沖與

22、內(nèi)存的空間比為4：1000 即128kB 高速緩沖可映射32MB內(nèi)存 256kB 高速緩沖可映射64MB內(nèi)存 在這種情況下，命中率都在90以上,2.高速緩沖的分級(jí),典型的一級(jí)（L1）緩存系統(tǒng)的80的內(nèi)存申請(qǐng)都發(fā)生在CPU內(nèi)部 只有20的內(nèi)存申請(qǐng)是與外部?jī)?nèi)存打交道 而這20的外部?jī)?nèi)存申請(qǐng)中的80又與二級(jí)（L3）緩存打交道 因此，只有4的內(nèi)存申請(qǐng)定向到主存中,3.CPU高速緩沖的重要性,PC系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)之一：CPU主頻越做越高，系統(tǒng)架構(gòu)越做越先進(jìn) 而主存的結(jié)構(gòu)和存取時(shí)間改進(jìn)較慢。因此在PC系統(tǒng)中高速緩存越做越大。高速緩存已是評(píng)價(jià)和選購(gòu)PC系統(tǒng)的一個(gè)重要指標(biāo) 新一代的微處理器，已實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)了L1高速

23、緩存，L2 高速緩存和在主板上的L3高速緩存 比如，在Intel Pentium III中， L1高速緩存為 32 KB，L2可從512 KB到1 MB。而AMD K6-III的L1為64KB，L2可達(dá)256KB，外部L3 高速緩存可達(dá)1 MB,新一代計(jì)算機(jī)出現(xiàn)，帶來(lái)了總線技術(shù)的更新 1.總線的基本概念： 在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)各種子系統(tǒng) 如CPU、內(nèi)存、I/O設(shè)備等之間 構(gòu)建公用的信號(hào)或數(shù)據(jù)傳輸通道 這種可共享連接的傳輸通道稱(chēng)為總線,6.4.6 總線技術(shù),總線的分類(lèi),CPU-內(nèi)存總線,I/O總線,數(shù)據(jù)總線,地址總線,控制總線,（非本課程范圍）,2. 總線的分類(lèi),微型計(jì)算機(jī) 總線的種類(lèi)和發(fā)展,1394

24、總線,SCSI總線,3. USB技術(shù) USB（Universal Serial Bus）通用串行總線，是一種連接I/O串行設(shè)備的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 沖破了計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的兩個(gè)歷史局限性： （1）由于I/O設(shè)備的接口標(biāo)準(zhǔn)的不一致和有限的接口數(shù)量已無(wú)法滿(mǎn)足各種應(yīng)用迫切需要 （2）傳統(tǒng)的I/O設(shè)備的接口無(wú)法滿(mǎn)足實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸與多媒體應(yīng)用的需求 USB以WDM（Windows Driver Model）模型為基礎(chǔ)，WDM包含一套通用的I/O服務(wù)和二進(jìn)制兼容的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序,USB支持同步數(shù)據(jù)傳輸方式和異步數(shù)據(jù)傳輸方式，其數(shù)據(jù)傳輸率有低速15Mbps和全速12Mbps兩種，比標(biāo)準(zhǔn)串口快100倍，比標(biāo)準(zhǔn)并口快10倍 U

25、SB可以主動(dòng)為外部設(shè)備提供電源，允許外部設(shè)備快速連接，具有即插即用的功能 允許外部設(shè)備的熱插拔,USB的結(jié)構(gòu),控制器：控制器主要負(fù)責(zé)執(zhí)行由控制器驅(qū)動(dòng)程序發(fā)出的命令 控制器驅(qū)動(dòng)程序：控制器驅(qū)動(dòng)程序在控制器與USB設(shè)備之間建立通信信道 USB芯片驅(qū)動(dòng)程序：USB芯片驅(qū)動(dòng)程序提供了對(duì)USB的支持 USB設(shè)備分為兩類(lèi)： （1）USB集線器：本身可再接其他USB外圍設(shè)備 （2）USB設(shè)備：連接在計(jì)算機(jī)上用來(lái)完成特定功能并符合USB規(guī)范的I/O設(shè)備單元，如鼠標(biāo)、鍵盤(pán)等,USB的傳輸方式,4種不同的數(shù)據(jù)傳輸方式： （1）等時(shí)傳輸方式 以固定的傳輸速率，連續(xù)不斷傳輸數(shù)據(jù)，發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)，USB不處理，而是繼續(xù)傳送

26、新的數(shù)據(jù)。用于需要連續(xù)傳輸，且對(duì)數(shù)據(jù)的正確性要求不高而對(duì)時(shí)間極為敏感的外部設(shè)備，如麥克風(fēng)、音箱以及電話(huà)等 （2）中斷傳輸方式 該方式傳送的數(shù)據(jù)量很小，但這些數(shù)據(jù)需要及時(shí)處理，以達(dá)到實(shí)時(shí)效果，此方式主要用在鍵盤(pán)、鼠標(biāo)以及游戲手柄等外部設(shè)備上,（3）控制傳輸方式 處理主機(jī)的USB設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸，包括設(shè)備控制指令、設(shè)備狀態(tài)查詢(xún)及確認(rèn)命令。當(dāng)USB設(shè)備收到這些數(shù)據(jù)和命令后將按照先進(jìn)先出的原則按隊(duì)列方式處理到達(dá)的數(shù)據(jù) （4）批傳輸方式 用來(lái)傳輸要求正確無(wú)誤的數(shù)據(jù)。通常打印機(jī)、掃描儀和數(shù)碼相機(jī)以這種方式與主機(jī)連接 除等時(shí)傳輸方式外，其他3種方式在數(shù)據(jù)傳輸發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)，都會(huì)試圖重新發(fā)送數(shù)據(jù)以保證其準(zhǔn)確性,US

27、B的傳輸方式,6.4.7 SCSI接口技術(shù),小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口 （Small Computer System Interface）,一個(gè)SCSI I/O設(shè)備控制器 可將新型高速I(mǎi)/O設(shè)備增加到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中 SCSI 設(shè)備控制器的智能化I/O控制 降低了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的負(fù)擔(dān) 使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)具有更高的I/O能力,SCSI系統(tǒng)結(jié)構(gòu),6.4.8 即插即用技術(shù)(Plug and Play） 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)I/O設(shè)備與部件配置的應(yīng)用技術(shù) 顧名思義： 插入就可用，不需要進(jìn)行任何設(shè)置操作,PnP技術(shù)的產(chǎn)生 由于一個(gè)系統(tǒng)可以配置多種外部設(shè)備，設(shè)備也經(jīng)常變動(dòng)和更換，它們都要占有一定的系統(tǒng)資源，彼此間在硬件和軟件上可能會(huì)產(chǎn)生

28、沖突。因此在系統(tǒng)中要正確地對(duì)它們進(jìn)行配置和資源匹配；當(dāng)設(shè)備撤除、添置和進(jìn)行系統(tǒng)升級(jí)時(shí)，配置過(guò)程往往是一個(gè)困難的過(guò)程,PnP技術(shù)的特點(diǎn)： （1）支持I/O設(shè)備及部件的自動(dòng)配置，使用戶(hù)能夠簡(jiǎn)單方便地使用系統(tǒng)擴(kuò)充設(shè)備 （2）減少由制造商裝入的種種用戶(hù)支持和限制，簡(jiǎn)化部件的硬件跳接設(shè)置，使I/O附加卡和部件不再具有人工跳接線設(shè)置電路,（3）在主機(jī)板和附加卡上保存系統(tǒng)資源的配置參數(shù)和分配狀態(tài)，有利于系統(tǒng)對(duì)整個(gè)I/O資源的分配和控制 （4）支持和兼容各種操作系統(tǒng)平臺(tái)，具有很強(qiáng)的擴(kuò)展性和可移植性。 （5）在一定程度上具有“熱插入”、“熱拼接”技術(shù),PnP技術(shù)的功能： （1）附加卡的識(shí)別與確認(rèn) （2）資源分配

29、 （3）附加卡自動(dòng)配置,多方面的支持：具有PnP功能的操作系統(tǒng)、配置管理軟件、軟件安裝程序、設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序等；網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的PnP支持；系統(tǒng)平臺(tái)的支持（如：PnP主機(jī)板、控制芯片組和PnP BIOS等）；各種支持PnP規(guī)范的總線的I/O控制卡和部件,6.5 網(wǎng)絡(luò)I/O設(shè)備,網(wǎng)絡(luò)計(jì)算已成為計(jì)算機(jī)發(fā)展的方向之一 典型網(wǎng)絡(luò)I/O設(shè)備網(wǎng)絡(luò)打印 以往的打印模式 打印機(jī)連接到網(wǎng)上PC上，或連到文件服務(wù)器上，提供網(wǎng)絡(luò)打印服務(wù) 新的網(wǎng)絡(luò)打印 采用網(wǎng)絡(luò)打印服務(wù)器技術(shù)，打印機(jī)直接上網(wǎng) 任何數(shù)據(jù)直接送到網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)輸出,打印服務(wù)器還能實(shí)現(xiàn)多種網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)切換：不同網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的用戶(hù)都可以直接向同一臺(tái)打印機(jī)發(fā)送打印作業(yè)，打印服務(wù)器

30、會(huì)自動(dòng)識(shí)別 較強(qiáng)的打印管理功能：可以管理網(wǎng)絡(luò)打印驅(qū)動(dòng)，而且容易安裝和管理；可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程登錄訪問(wèn)，進(jìn)行遠(yuǎn)程打印機(jī)管理 提高工作效率 分布式的環(huán)境設(shè)置：可以安裝在網(wǎng)絡(luò)的任何地方，這種打印服務(wù)方式，就顯得更加靈活和滿(mǎn)足需要 QoS更好,網(wǎng)絡(luò)打印設(shè)備,6.6 設(shè)備處理 6.6.1 設(shè)備分配與回收 當(dāng)某進(jìn)程向系統(tǒng)提出I/O請(qǐng)求時(shí)，設(shè)備分配程序按一定策略分配設(shè)備、控制器和通道，形成一條數(shù)據(jù)傳輸通路，以供主機(jī)和設(shè)備間信息交換,* 設(shè)備獨(dú)立性，即不能因?yàn)樵O(shè)備的忙碌、故障或更換而影響程序的運(yùn)行, 向用戶(hù)屏蔽物理設(shè)備, 呈現(xiàn)給用戶(hù)的一個(gè)操作簡(jiǎn)單的邏輯設(shè)備,* 抽象的I/O 操作，即設(shè)計(jì)一類(lèi)通用的I/O指令，它們的

31、含義對(duì)不同類(lèi)型的設(shè)備作不同解釋。而且，在操作系統(tǒng)中，提供了若干I/O系統(tǒng)調(diào)用。由系統(tǒng)將抽象的I/O 操作映射到專(zhuān)門(mén)的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序,1. 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)： 設(shè)備控制塊UCB（設(shè)備控制表DCT） 控制器控制塊CUCB （控制器控制表CUCT） 通道控制塊CHCB （通道控制表CHCT） 系統(tǒng)設(shè)備表SDT,1）系統(tǒng)設(shè)備表SDT 整個(gè)系統(tǒng)一張表，記錄系統(tǒng)中所有I/O設(shè)備的信息，表目包括： 設(shè)備類(lèi)型、設(shè)備標(biāo)識(shí)符、進(jìn)程標(biāo)識(shí)符、DCT表指針等,2）設(shè)備控制表DCT 主要內(nèi)容：設(shè)備類(lèi)型、設(shè)備標(biāo)識(shí)符、設(shè)備狀態(tài)、與此設(shè)備相連的CUCT、重復(fù)執(zhí)行的次數(shù)或時(shí)間、等待隊(duì)列的隊(duì)首和隊(duì)尾指針、I/O程序地址 CUCT、CHCT與

32、DCT類(lèi)似,根據(jù)用戶(hù)請(qǐng)求的I/O設(shè)備的邏輯名，查找邏輯設(shè)備和物理設(shè)備的映射表；以物理設(shè)備為索引，查找SDT，找到該設(shè)備所連接的DCT；繼續(xù)查找與該設(shè)備連接的CUCT和CHCT，就找到了一條通路,2.設(shè)備分配策略 由于在多道程序系統(tǒng)中，進(jìn)程數(shù)多于資源數(shù)，引起資源的競(jìng)爭(zhēng)。因此，要有一套合理的分配原則 考慮的因素： * I/O設(shè)備的固有屬性 * I/O設(shè)備的分配算法 * 設(shè)備分配的安全性 * 與設(shè)備的無(wú)關(guān)性,1) 獨(dú)占設(shè)備的分配 要考慮充分發(fā)揮效率，避免由于不合理的分配策略造成死鎖 靜態(tài)分配：在進(jìn)程運(yùn)行前, 完成設(shè)備分配；運(yùn)行結(jié)束時(shí)，收回設(shè)備 缺點(diǎn)：設(shè)備利用率低,動(dòng)態(tài)分配： 在進(jìn)程運(yùn)行過(guò)程中，當(dāng)用戶(hù)

33、提出設(shè)備要求時(shí)，進(jìn)行分配，一旦停止使用立即收回 優(yōu)點(diǎn)：效率好 缺點(diǎn)：分配策略不好時(shí), 產(chǎn)生死鎖,2) 共享設(shè)備分配 由于同時(shí)有多個(gè)進(jìn)程同時(shí)訪問(wèn)，且訪問(wèn)頻繁，就會(huì)影響整個(gè)設(shè)備使用效率，影響系統(tǒng)效率。因此要考慮多個(gè)訪問(wèn)請(qǐng)求到達(dá)時(shí)服務(wù)的順序，使平均服務(wù)時(shí)間越短越好,6.6.2 設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序 為了控制I/O傳輸，系統(tǒng)為每類(lèi)設(shè)備編制設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序 任務(wù)：主要負(fù)責(zé)接收和分析從設(shè)備分配轉(zhuǎn)來(lái)的信息，并根據(jù)設(shè)備分配的結(jié)果，結(jié)合具體物理設(shè)備特性完成以下具體工作,(1) 預(yù)置設(shè)備的初始狀態(tài) (2) 根據(jù)請(qǐng)求傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量，組織I/O緩沖隊(duì)列，利用I/O緩沖對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加工，包括數(shù)據(jù)格式處理和編碼轉(zhuǎn)換 (3) 構(gòu)造I/O程

34、序（在有通道系統(tǒng)中，是通道程序） (4) 啟動(dòng)設(shè)備進(jìn)行I/O操作,6.6.3 I/O中斷處理程序 處理來(lái)自設(shè)備或通道的中斷 6.6.4 一種實(shí)現(xiàn)方案：I/O進(jìn)程 I/O進(jìn)程：專(zhuān)門(mén)處理系統(tǒng)中的I/O請(qǐng)求和I/O中斷工作 不同操作系統(tǒng)處理I/O事務(wù)所采用的形式不同，主要有三種處理方式：,(1) 每類(lèi)設(shè)備一個(gè)I/O進(jìn)程 (2) 整個(gè)系統(tǒng)一個(gè)I/O進(jìn)程 (3) 為各類(lèi)設(shè)備設(shè)置相應(yīng)的設(shè)備處理程序供外部調(diào)用,1.I/O請(qǐng)求的進(jìn)入 用戶(hù)程序：調(diào)用send將I/O請(qǐng)求發(fā)送給I/O進(jìn)程；調(diào)用block將自己阻塞，直到I/O任務(wù)完成后被喚醒 系統(tǒng)：利用wakeup喚醒I/O進(jìn)程，完成用戶(hù)所要求的I/O處理 2.I

35、/O中斷的進(jìn)入 當(dāng)I/O中斷發(fā)生時(shí)，內(nèi)核中的中斷處理程序發(fā)一條消息給I/O進(jìn)程，由I/O進(jìn)程負(fù)責(zé)判斷并處理中斷,3.I/O進(jìn)程 是系統(tǒng)進(jìn)程，一般賦予最高優(yōu)先級(jí)。一旦被喚醒，它可以很快搶占處理機(jī)投入運(yùn)行 I/O進(jìn)程開(kāi)始運(yùn)行后，首先關(guān)閉中斷，然后用receive去接收消息。兩種情形：,(1) 沒(méi)有消息，則開(kāi)中斷，將自己阻塞； (2) 有消息，則判斷消息（I/O請(qǐng)求或I/O中斷）； a.I/O請(qǐng)求 準(zhǔn)備通道程序，發(fā)出啟動(dòng)I/O指令，繼續(xù)判斷有無(wú)消息 b.I/O中斷，進(jìn)一步判斷正?；虍惓＝Y(jié)束 正常：?jiǎn)拘岩筮M(jìn)行I/O操作的進(jìn)程 異常：轉(zhuǎn)入相應(yīng)的錯(cuò)誤處理程序,為進(jìn)程P分配所需的I/O設(shè)備,從SDT表查該

36、類(lèi)設(shè)備的控制表DCT,由DCT檢查該設(shè)備忙否?,不忙,檢查分配此設(shè)備的安全性?,不安全,分配此設(shè)備給進(jìn)程P,查此設(shè)備連接的COCT忙否?,不忙,不忙,分配此控制器給進(jìn)程P,查此控制器連接的CHCT忙否?,最后一個(gè)DCT?,分配此通道給進(jìn)程P,啟動(dòng)I/O,進(jìn)行具體的I/O操作,忙,進(jìn)程P的PCB放入 此設(shè)備的等待隊(duì)列,Y,N,忙,最后一個(gè)COCT?,最后一個(gè)DCT?,進(jìn)程 P 的 PCB 放入 此控制器的等待隊(duì)列,Y,N,Y,忙,最后一個(gè)CHCT?,Y,最后一個(gè)COCT?,進(jìn)程 P 的 PCB 放入 此通道的等待隊(duì)列,N,Y,N,N,多通路設(shè)備分配流程示意圖,管理程序,保護(hù)現(xiàn)場(chǎng) 組織通道程序 保

37、存通道程序 的始址于CAW 啟動(dòng)I/O指令 分析條件碼 啟動(dòng)成功使 P阻塞, 另選 程序q運(yùn)行 保護(hù)程序q的 現(xiàn)場(chǎng) 分析中斷原因 處理I/O中斷 選擇可運(yùn)行程序,請(qǐng)求 啟動(dòng)程序,程序q,程序P,用戶(hù)程序,判斷狀態(tài) 執(zhí)行通道程序 控制I/O設(shè)備 操作,執(zhí)行情 況記錄在CSW 出現(xiàn)中斷事件 CSW=主存通 道號(hào), 設(shè)備號(hào) 送特定寄存器,通道程序,執(zhí)行規(guī)定 的操作,設(shè)備控制器和設(shè)備,1,2,3,4,5,6,I/O的操作全過(guò)程,6.6 磁盤(pán)存取設(shè)備管理 6.6.1 磁盤(pán)性能簡(jiǎn)述,1. 磁盤(pán)的特點(diǎn)和結(jié)構(gòu): 容量大, 斷電后仍可保存信息, 存取速度較塊, 成本較低,可實(shí)現(xiàn)直接(隨機(jī))存取, 存取磁盤(pán)上任一

38、物理塊的時(shí)間不依賴(lài)于該物理塊所處的位置。 磁盤(pán)設(shè)備由兩部分組成: 驅(qū)動(dòng)部分+存儲(chǔ)介質(zhì)(磁盤(pán)) 磁盤(pán)以恒定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn), 磁臂沿徑向驅(qū)動(dòng)磁頭移動(dòng)到所要求的磁道上, 并等待所要求的扇區(qū)開(kāi)始位置旋轉(zhuǎn)到磁頭下, 開(kāi)始讀寫(xiě)數(shù)據(jù), 在磁頭和緩沖區(qū)間傳輸數(shù)據(jù)。,2. 磁盤(pán)訪問(wèn)時(shí)間(Ta),尋道時(shí)間Ts 旋轉(zhuǎn)周期Tr 傳輸時(shí)間Tt 從磁盤(pán)到讀寫(xiě)一個(gè)扇區(qū)的數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間: Tt= Tr/N (其中N為一條磁道總扇區(qū)數(shù)) 總訪問(wèn)時(shí)間:Ta= Ts + Tr/2 + Tr/N主要與Ts有關(guān),6.6.2 磁盤(pán)調(diào)度,當(dāng)多個(gè)進(jìn)程都需要訪問(wèn)磁盤(pán)時(shí), 訪盤(pán)請(qǐng)求在等待, 應(yīng)采用一定的策略, 對(duì)這些請(qǐng)求的服務(wù)順序調(diào)整安排,旨在降低平均

39、磁盤(pán)服務(wù)時(shí)間, 達(dá)到公平、高效。 磁盤(pán)調(diào)度考慮的問(wèn)題：移臂調(diào)度和旋轉(zhuǎn)調(diào)度 顯然應(yīng)先進(jìn)行移臂調(diào)度再進(jìn)行旋轉(zhuǎn)調(diào)度。 旋轉(zhuǎn)調(diào)度: 同一磁道的各扇區(qū)按扇區(qū)號(hào)順序訪問(wèn) 主要考慮 移臂調(diào)度算法減少尋道時(shí)間:,1. 先來(lái)先服務(wù)FCFS(First-Come First Served) 按訪問(wèn)請(qǐng)求到達(dá)的先后次序服務(wù) 優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單, 公平； 缺點(diǎn)：效率低, 相臨兩次請(qǐng)求可能會(huì)造成最內(nèi)到最外的柱面尋道, 使磁頭反復(fù)移動(dòng), 增加了平均尋道時(shí)間 設(shè)磁盤(pán)訪問(wèn)序列: 80, 55, 58, 39, 18, 90,160,150, 38,184,2. 最短尋道時(shí)間優(yōu)先SSTF(Shortest Seek Time First) 優(yōu)先選擇距當(dāng)前磁頭最近的訪問(wèn)請(qǐng)求進(jìn)行服務(wù)。 優(yōu)點(diǎn):當(dāng)前服務(wù)尋道時(shí)間最小(平均尋道時(shí)間較小) 缺點(diǎn):進(jìn)程饑餓現(xiàn)象, 有時(shí)會(huì)造成與當(dāng)前磁道距離遠(yuǎn)的訪問(wèn)請(qǐng)求長(zhǎng)期等待得不到服務(wù)(不公平) 磁盤(pán)訪問(wèn)序列: 80, 55, 58, 39, 18, 90,160,150, 38,184,SSTF的平均尋道時(shí)間未必最小,3. 掃描算法SCAN電梯調(diào)度算法 克服最