中山大学：《Windows操作系统原理》课程教学资源（PPT课件讲稿）第6章 IO系统

第6章0系统 /O系统枧述 操作系统中负责管理输入输出设备的部分 称为0系统,完成设备管理功能

第6章 I/O系统 • I/O系统概述 操作系统中负责管理输入输出设备的部分 称为I/O系统，完成设备管理功能

本章要点 /O系统枧述 O软件的组成 Windows200/XPI/0系统结构和模型 Windows200/XPI/系统的数据结构 Windows2000XP的设备驱动程序 Windows200XP的O处理

本章要点 • I/O系统概述 • I/O软件的组成 • Windows 2000/XP I/O系统结构和模型 • Windows 2000/XP I/O系统的数据结构 • Windows 2000/XP的设备驱动程序 • Windows 2000/XP的I/O处理

设理的重要性 备管理是对便作资源中除CPU、存储器之外的所 有设各进行管理,而外设的投资通常占整个系统投资的 50~80,管理好整个系统的设备,使其高效地发挥功用 是操作系统的重要任务。本章主要介绍设备的1/0控制 方式,设备缓冲技术,磁盘调度以及设备管理子系统。 设备管理的重要性表现在以下方面: 输入输出设备的性能经常成为系统性能的瓶颈。 输入输出设备千差万别,对它们要实现统一管理 及时传送信息对实时处理和控制系统非常重要

设备管理的重要性 Ø设备管理是对硬件资源中除CPU、存储器之外的所 有设备进行管理，而外设的投资通常占整个系统投资的 50~80，管理好整个系统的设备，使其高效地发挥功用 是操作系统的重要任务。本章主要介绍设备的1/0控制 方式，设备缓冲技术，磁盘调度以及设备管理子系统。 Ø设备管理的重要性表现在以下方面： 输入输出设备的 输入输出设备的性能经常成为系统性能的 常成为系统性能的瓶颈。 输入输出设备千差万别，对它们要实现统一管理 及时传送信息对实时处理和控制系统 处理和控制系统非常重要

设备的分类 1实用特性 存设红:磁盘,磁带 /O没纤:穿孔卡片、键盘、鼠标、显示器、打印机 终端设备:交互设备 2信息组织方式 字符没:字符为单位组织和处理信息的设备,如键盘、终端、打印机 2块设:字符块为单位组织和处理信息的设备,如磁盘、磁带 设备一次操作的数据传送单位 常输入输出类设备都是字符设备 有设备都是块设备 3按照设备使用可共享性分类 独占设备:指在一段时间内只允许一个用户进程使用的设备。多数低速IO设备 于独占设备,如扌 共享设备:在一段时间内允许多个进程使用的设备。如磁盘,若干个进程可以交 替从磁盘上读写信息 虚拟设备:通过虚拟技术将一台独占设备变换成为若干逻辑设备,供若千个进程 S0OLⅠNG技术

设备的分类 1 实用特性 存储设备：磁盘、磁带 I/O设备：穿孔卡片、键盘、鼠标、显示器、打印机 终端设备：交互设备 • 2 信息组织方式： 1 字符设备：字符为单位组织和处理信息的设备，如键盘、终端、打印机 2 块设备：字符块为单位组织和处理信息的设备，如磁盘、磁带 设备一次操作的数据传送单位 通常输入输出类设备都是字符设备 存储设备都是块设备 • 3 按照设备使用可共享性分类 独占设备：指在一段时间内只允许一 ：指在一段时间内只允许一个用户进程使用的设备。 进程使用的设备。多数低速I/O设备 都属于独占设备，如打印机 共享设备：在一段时间内允许多 ：在一段时间内允许多个进程使用的设备。 个进程使用的设备。如磁盘，若干个进程可以交 替从磁盘上读写信息 虚拟设备：通过虚拟技术将一台独占设备变换成为若干逻辑设备，供若干个进程 同时使用 SOOLING技术

I/系统的功能和目标 管理的主要任 完成用户提出的/O请求 为用户分配O设备 提高IO设备的利用率 方便用户使用I/0设备

I/O系统的功能和目标 • 设备管理的主要任务： 完成用户提出的I/O请求 为用户分配I/O设备 提高I/O设备的利用率 方便用户使用I/O设备

为了完成上述任务,设备管理应具备以下 1设备分配: 2没设备处理: 3缓冲管理 4设备独立性 5提高设备与设备、cpu与设备间并行操作

• 为了完成上述任务，设备管理应具备以下 功能： 1 设备分配： 2 设备处理： 3 缓冲管理： 4 设备独立性： 5 提高设备与设备、cpu与设备间并行操作

备分配 按照设备类型和相应的分配算法决定I/O设备 分配给哪一个要求使用该设备的进程。在 I/O设备与CUP之间还需分配相应控制器和 通道。耒分配到所需设备的进程应放入 个等待队列

• 设备分配： 按照设备类型和相应的分配算法决定I/O设备 分配给哪一个要求使用该设备的进程。在 I/O设备与CUP之间还需分配相应控制器和 通道。未分配到所需设备的进程应放入一 个等待队列

不是每个进程随时都能得到资源(设备、通 道,控制器) l设备控制表DCT:反映设备的特性 2系统设备表SDT:反映设备的资源状态 3控制器控制表COCT:I/O控制器状态 4通道控制表CHCT:通道状态

不是每个进程随时都能得到资源（设备、通 道、控制器） • 1 设备控制表DCT:反映设备的特性 • 2 系统设备表SDT:反映设备的资源状态 • 3 控制器控制表COCT：I/O控制器状态 • 4 通道控制表 CHCT：通道状态

DCT SDF 设备类型 表目1 设备类型 设备标识 设备标识 获得设备的进程 表目 设备忙/闲标记 DCT指针 COCT指针 控制器等待队列首 控制器等待队列尾 CDCT CHCT 控制器标识 通道标识 控制忙/闲标记 通道忙/闲标记 CHCT指针 通道等待队列首 控制器等待队列首 匚控制器等待队列尾 控制器等待队列尾

进程P来的I/请求 搜索SDT找到DCT指针 查DCT 该设备忙 按分配策略选取 进程P按分配策略[分配控制器给进程P 占据该设备的进程 入I/O等待队列 搜索COCT找到 CHCT指针 进程P被选中? 进程P 等待该设备空闲 是进程P CHCT 等待通道 检查该设备分配给 否 进程P的安全性 分配通道给进程P 安全吗 「启动 该设备分配给进程P 搜索DCT,找到 COCT指针 控制器忙吗? 进程P等待控制