第六章、输入输出系统

第六章、输入输出系统

• I/O系统的概念：指用于实现数据输入、输出以及数据存储的系统。
• 假脱机（SPooling）系统
• 假脱机技术是低速输入输出设备与主机交换的一种技术，通常也称为“假脱机真联机”，核心思想史以联机的方式得到脱机的效果。
• 通过假脱机技术，可以将一台物理I/O设备虚拟为多台逻辑I/O设备，这样也就允许多个用户共享一台物理I/O设备。
• 脱机技术：利用专门的外围控制机，先将低速I/O设备的数据传到高速磁盘上，或者相反。这样当处理机需要输入数据时，便可以直接从磁盘中读取数据，极大地地逃了输入速度。反之，在处理机需要输出数据时，也可以以很快的速度把数据先输出到磁盘上，处理机便可以去做自己的事情。这样就能实现以前的脱机输入和输出功能。此时外围操作与CPU对数据的处理同时进行，我们把这种联机情况下实现同时外围操作的技术称为SPOOLing技术，或者称为假脱机技术。
• 该系统组成：
• 输入井和输出井
• 输入缓冲区和输出缓冲区
• 输入进程和输出进程
• 井管理程序
• 直接内存访问（DMA）
• 磁盘调度算法
• 先来先服务（FCFS）
  根据进程请求访问磁盘的先后顺序进行调度。
• 例子：从100号磁道开始

被访问的下一个磁道号	移动距离
55	45
54	3
39	19
18	21
90	72
160	70
150	110
38	112
184	146

• 平均寻道长度：55.3
• 最短寻道时间优先（SSTF）
• 概念：该算法选择这样的进程，其要求访问的磁道与当前磁头所在磁道距离最近，以使得每次寻道时间最短，但不保证平均寻道时间最短。
• 例子：（从100号磁道开始）

下个磁道号	移动距离
90	10
58	32
55	3
39	16
38	1
18	1
150	132
160	10
184	24

• 平均寻道长度：27.5
• 扫描（SCAN）算法（电梯调度）
• 基于优先级调度算法，自里向外，自外向里。
• 例子：（从100号磁道开始，向磁道号增加的方向访问）

下个磁道号	移动距离
150	50
160	10
184	24
90	94
58	32
55	3
39	16
38	1
18	20

• 平均寻道长度：27.8
• 循环扫描算法（CSCAN）
• 概念：只是自里向外移动，当移动到最外时，磁头立刻返回最里的磁道，即最小磁道号紧挨着最大磁道号
• 例子：（从100号磁道开始，向磁道号增加方向）

下一个磁道	移动距离
150	50
160	10
184	24
18	166
38	20
39	1
55	16
58	3
90	32

• 平均寻道长度：35.8