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(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)，同時還負(fù)責(zé)發(fā)送中斷請求并接受處理機(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(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)(簡稱IO處理機(jī))。比起中央處理機(jī)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(jī)。IO處理機(jī)和CPU共享主存儲器。在微型計算機(jī)中，IO處理機(jī)并不是通道，它就稱為IO處理機(jī)。因為微型計算機(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(jī))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(jī)機(jī)系統(tǒng)。假定某系統(tǒng)的的全部行式打打印機(jī)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(jìn)程要求打打印輸出時，，輸出SPOOL并不是是把某臺打印印機(jī)分配給該該進(jìn)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(jìn)進(jìn)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(jìn)程的的輸出數(shù)據(jù)實實際上并未從從打印機(jī)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(jī)機(jī)。各進(jìn)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(jī)進(jìn)程程，依次將輸輸出隊列中的的各進(jìn)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(jìn)程并未未真正分得打打印機(jī)，或者者說打印機(jī)并并未分給某個個進(jìn)程獨占地地使用。2.用戶進(jìn)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(jī)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(jìn)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(jī))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(yuǎn)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(jìn)進(jìn)行讀寫。對對磁盤迭中的的一個物理記記錄進(jìn)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(jìn)行隨隨機(jī)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(jī)機(jī)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(jìn)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(jī)機(jī)Lp1代表行行式打打印機(jī)機(jī)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(jìn)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(jìn)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(jìn)進(jìn)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(fù)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(jī)器器中實實際進(jìn)進(jìn)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