设备管理（三）

目录

5.5 设备分配

• 设备独立性
• 设备分配及其数据结构

5.6 虚拟设备

• 问题的提出
• SPOOLing设计与实现
• SPOOLing应用

5.7 Linux设备管理

• 设备管理概述
• 字符设备
• 块设备

5.8 本章小结

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设备分配

5.5.1 设备独立性

用户不指定特定设备，指定逻辑设备，使得用户作业和物理设备独立开来，通过其它途径建立逻辑设备和物理设备之间对应关系，这种特性为“设备独立性”。
好处：

• 用户与物理的外围设备无关，系统增减或变更外围设备时程序不必修改；
• 易于对付输入输出设备的故障。

5.5.2 设备分配及其数据结构

从设备的特性来看，可以把设备分成

• 独占设备
• 共享设备
• 虚拟设备

相应的管理和分配外围设备的技术可分成

• 独占方式
• 共享方式
• 虚拟方式 。

常用的I/O设备分配算法：先请求先服务，优先级高者先服务等。此外，在多进程请求I/O设备分配时，应防止因循环等待对方所占用的设备而产生死锁，应预先进行性检查。

I/O设备分配的实现

设备分配的数据结构：设备类表和设备表。

系统中拥有一张设备类表，每类设备对应于表中一栏，包括内容有：设备类、总台数、空闲台数和设备表起始地址等。

每一类设备都有各自的设备表，用来登记这类设备中每一台设备的状态，包含的内容有：物理设备名、逻辑设备名、占有设备的进程号、已分配/未分配、好/坏等。

采用通道结构的系统中，设备分配的数据结构设置：系统设备表、通道控制表、控制器控制表和设备控制表。
系统建立一张系统设备表，记录配置在系统中的所有物理设备的情况。
每个通道、控制器、设备各设置一张表，记录各自的地址(标识符)、状态(忙/闲)、等待获得此部件的进程队列指针、及一次分配后相互勾链的指针，以备分配和执行I/O时使用。

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虚拟设备

5.6.1 问题的提出

• 静态分配方式是不利于提高系统效率
• 采用脱机外围设备操作
• 联机同时外围设备操作(又称作假脱机操作)

5.6.2 SPOOLING设计和实现
“井”是用作缓冲的存储区域，采用井的技术能调节供求之间的矛盾，消除人工干预带来的损失。
“预输入程序”
“缓输出程序”
“井管理程序”

image.png

SPOOLING数据结构

• 作业表 登记进入系统的所有作业的作业名、状态、预输入表位置等信息。
• 预输入表 每个用户作业有一张用来登记该作业的各个文件的情况，包括设备类、信息长度及存放位置等。
• 缓输出表 每个用户作业拥有一张包括作业名、作业状态、文件名、设备类、数据起始位置、数据当前位置等。

井文件空间的管理

连接方式，输入的信息被组织成连接文件，这种方式的优点是数据信息可以不连续存放，文件空间利用率高

计算方式，假定磁盘井文件空间，每个磁道存放100个80字节记录，每张卡片为80个字节，若每个柱面有20个磁道，则一个柱面可存放2000张卡片信息。第n张卡片信息被存放在：
磁道号＝卡片号n /100
记录号＝（卡片号n）% 100

用卡片号n除以100的整数和余数部分分别为其存放的磁道号和记录号。

SPOOLING应用

• 打印机SPOOLING守护进程
• 网络通信SPOOLING守护进程