【5】设备管理
并发进程访问共享资源的时候可以有两种关系 竞争关系 协作关系
5.1外围设备的分配
1独占设备与空闲设备
独占设备是指没次只能让一个设备独占 如 输入机 打印机等 共享设备是指允许几个作业同时使用设备
2设备的绝对号和相对号
绝对号就是讲每一台设备确定一个编号 相对号就是由用户给出的设备编号
3 独占设备的分配
对于独占设备，系统采用的是静态分配的策略，就是当一个作业所需使用的独占设备能得到满足时。该作业才能被装入主存储器执行 在操作系统中，设备由设备类表和设备表两部分组成，通过查表和修改表的操作完成设备分配工作
4设备独立性的含义
用户编程程序时使用的设备与实际使用的设备无关，把这种特性成为 设备的独立性 具有设备独立性的计算机系统 在分配设备时适应性好 灵 活性强
5.2磁盘的驱动调度
等待时间至少为： 寻找时间+延迟时间+传输时间
1对移动臂磁盘 执行信息传输操作时 必须确定信息在磁盘上的物理位置 所以 任何一个对磁盘的访问请求 应给出访问磁盘的存储空间地址 柱面 号 磁头号 扇区号
2执行一次信息传输操作所花的时间有三部分
1寻找时间 磁头在移动臂带动下=移动到指定柱面所需的时间 这个是机械时间 花费时间较长
2 延迟时间 指定扇区旋转到磁头位置所需的时间性 这与信息锁在的扇区位置有关
3 传送之前 是指磁头把扇区中信息读到主存储器或把主存储器中信息写到扇区中所需的时间，每个扇区中信息的传送时间
是相同的 且传送信息所需的时间性是固定的
3对磁盘进行驱动调度的目的：尽可能的降低若干个访问者执行信息传输操作的总时间。增加信息传输操作的吞吐量 有利于系统效率的提高
4磁盘的驱动调度分 移臂调度和旋转调度 根据访问者指定的柱面位置来决定执行次序的调度成为移臂调度 根据延长时间来决定执行次序的调度称 为旋转调度-
5磁盘的移臂调度算法包括 先来先服务算法 最短寻找时间优先调度算法 电梯调度算法
先来先服务算法：只访问者的先后次序，而不考虑他们要访问的物理位置
最短寻找时间优先调度算法:总是让查找时间最短的那个请求先执行 而不考虑请求访问者到来的先后次序
电梯调度算法：总是从移动臂当前位置开始沿着臂的移动方向去选择当前移动臂最近的那个柱面的访问者，如果沿臂的移动方向无访问者 就改变 臂的移动方向再选择
5.3设备的启动 I/O中断处理
1什么是输入输出操作：作业执行中重要不断的启动外围设备，把信息读入主存储器进行处理，或者把主存储器与外围设备之间的信息传送操作叫作 输入输入操作
2 通道，通道命令 通道程序 通道：机算机系统中能独立完成输入输出的硬件装置 也称为 输入输出处理机 通道命令CCW：规定设备的一种操作 通常由命令码 数据主存地址 传送字节个数及标志码等部分组成 操作系统用一组命令来执行一次输入输出应做的工作 这一组通道命令就组成 一个通道程序（用一组通道命令组成）
3 启动和控制设备完成输入输出操作的过程
1根据要求组织好通道程序
2中央处理器执行 启动I/O 指令启动通道工作 启动完成后 通道遂逐条执行通道程序中的通道命令，控制设备完成输入输出操作
3通道完成输入输出操作后向中央处理报告执行情况 记录在CSW 中央处理器处理来自通道的情况
4设备处理的一致性：在有通道机构的计算机系统 从启动外围设备直到完成输入输出操作 不需要考虑不同类型的设备所具有的物理特性，都 用统一的方法在进行处理 这样处理即简单有不容易出错 这种不考虑具体特性 实际上设备的物理特性隐含在通道程序中的处理方法称
为 设备处理的一致性。
5 I/O中断事件及其处理原则
I/O中断是通道和中央处理器协调工作的一种手段，通道借助I/O中断请求中央处理器进行干预 中央处理器根据产生的I/O中断事件了解输入输出操作的执行情况。
1操作正常结束：中断装置响应中断后，交给操作系统处理，操作系统根据产生的中断的通信号，设备号查设备分配表就可知道是哪个作 业进程执行中请求启动该设备的，现在操作正常结束，表示该作业的进程已经得到了指定设备传来的信息，或者已经把该作业进程传送到 指定的设备，应使该进程的状态从等待 变成 就绪
2操作异常结束：对操作异常结束中断的处理要区分是故障还是设备特殊事件 对故障事件 可以组织通道程序复执 对设备特殊事件 操 作系统分析发生的特殊事件 分情况处理 当操作员排除了故障或处理特殊事件后 操作员必须打入一条命令通知系统 操作系统继续执行 程序的执行、
5.4虚拟设备
1脱机外围设备操作
完成输入和输出任务的外围计算机，因为它不进行计算 只是把信息从一台外围设备传动到另一个外围设备，而这种操作是独立于主计算机的，不是主计算机控制下进行的 所以称为脱机外围设备 脱机外围设备操作在一定程度提高了效率，首先作业执行从磁盘上读取信息来替代从低俗的输入机上读取信息 无疑加速了作业的执行 其次主计算机创造了多道并行工作的条件 第三主机在处理第一批作业的同时 外围计算机可以把第二批作用和信息传送到磁盘上 甚至第一批作业执行结构打印输出 第二批作业在处理 第三批作业正在传送到磁盘上 实现并行操作 但是脱机外围设备操作也存在一些新问题 实现并行操作 但是脱机外围设备操作也存在一些新问题 例如使用多台计算机 成本高 增加了操作员的手工操作增加作业周转时间。
2实现联机同时外围设备操作 为什么能提高独占设备的利用率和缩短作业的执行时间 SPOOL系统借助硬件的中断装置和通道技术使得中央处理器于各种外围设备以及各种外围设备之间均可并行工作 操作系统采用多道程序设计技术 合理分配处理器 实现联机的外围设备同时操作（预输入程序将作业流传输到输入井 缓存输出程序将结果从输出井输出到打印机）
作业执行从磁盘上读写信息来代替从输入机和打印机的的读写操作 不仅使多个作业可以同时执行，而且加快了作业的读写操作 不仅使多个作业可以同时执行 而且加快了作业的执行速度 提高了单位时间内处理作业的能力 这种联机同时操作极大的提高了独占设备的利用率 也缩短了作业的执行时间