《三級(jí)《數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)》03-操作系統(tǒng).ppt》由會(huì)員分享，可在線(xiàn)閱讀，更多相關(guān)《三級(jí)《數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)》03-操作系統(tǒng).ppt（41頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

內(nèi)容簡(jiǎn)介：從程序的角度數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)算法從資源管理的角度處理機(jī)（進(jìn)程）管理存儲(chǔ)器管理文件管理設(shè)備管理用戶(hù)接口,第3部分操作系統(tǒng),操作系統(tǒng)的概念、作用、功能,操作系統(tǒng)的概念操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的一個(gè)最基本的系統(tǒng)軟件，它由一系列程序模塊組成。從資源的角度看，操作系統(tǒng)管理和控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的硬件及軟件資源，合理地組織計(jì)算機(jī)的工作流程，從而提高系統(tǒng)資源的利用率。操作系統(tǒng)的作用管理系統(tǒng)資源提供良好用戶(hù)界面操作系統(tǒng)的功能處理機(jī)（進(jìn)程）管理存儲(chǔ)器管理文件管理設(shè)備管理用戶(hù)接口,操作系統(tǒng)的特征、分類(lèi),操作系統(tǒng)的特征并發(fā)性共享性隨機(jī)性操作系統(tǒng)的分類(lèi)批處理系統(tǒng)：(1)成批，(2)多道。目標(biāo)：提高機(jī)器的使用效率，增加作業(yè)吞吐量。分時(shí)系統(tǒng)：多路性，獨(dú)立性，交互性，及時(shí)性。目標(biāo)：用戶(hù)響應(yīng)的及時(shí)性實(shí)時(shí)系統(tǒng)：實(shí)時(shí)性，高可靠性個(gè)人操作系統(tǒng)：方便友好的用戶(hù)接口，豐富功能的文件系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)：網(wǎng)絡(luò)管理、通信、資源共享、系統(tǒng)安全等分布式系統(tǒng)：統(tǒng)一操作系統(tǒng)，多機(jī)合作，系統(tǒng)重構(gòu)，健壯，容錯(cuò)能力嵌入式系統(tǒng)：高可靠性，實(shí)時(shí)性，低功耗，智能化管理,操作系統(tǒng)的接口、結(jié)構(gòu),操作系統(tǒng)的接口操作員：操作命令程序員：系統(tǒng)調(diào)用操作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)整體結(jié)構(gòu)層次結(jié)構(gòu)客戶(hù)/服務(wù)器（微內(nèi)核）結(jié)構(gòu),操作系統(tǒng)的硬件環(huán)境,特權(quán)指令只允許操作系統(tǒng)使用設(shè)置程序狀態(tài)字、設(shè)置中斷屏蔽，啟動(dòng)I/O、設(shè)置時(shí)鐘、清內(nèi)存、置中斷向量等CPU的狀態(tài)：管態(tài)、目態(tài)程序狀態(tài)字PSW存儲(chǔ)體系：高速緩存，內(nèi)存，外存中斷技術(shù)強(qiáng)迫中斷：非有意識(shí)安排的中斷，如I／O中斷、硬件故障中斷、時(shí)鐘中斷等自愿性中斷：正在運(yùn)行的程序有意識(shí)安排的中斷，如編程中設(shè)置的中斷。中斷優(yōu)先級(jí)：系統(tǒng)根據(jù)引起中斷事件的重要性和緊迫程度，由硬件將中斷源分為不同的級(jí)別，稱(chēng)為中斷優(yōu)先級(jí)。中斷屏蔽：中斷的處理過(guò)程：保護(hù)被中斷的程序的現(xiàn)場(chǎng)；分析中斷原因；轉(zhuǎn)去執(zhí)行相應(yīng)的中斷處理程序；恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)繼續(xù)執(zhí)行原來(lái)被中斷的程序。,I/O控制方式,循環(huán)測(cè)試方式中斷處理方式DMA方式通道方式,進(jìn)程的概念,為了描述程序執(zhí)行過(guò)程的“走走停?！?，引入了進(jìn)程。一個(gè)程序在一個(gè)數(shù)據(jù)集上的一次執(zhí)行。進(jìn)程是動(dòng)態(tài)的。進(jìn)程和程序的聯(lián)系和區(qū)別：一個(gè)程序可以對(duì)應(yīng)多個(gè)進(jìn)程。程序是靜態(tài)的，進(jìn)程是動(dòng)態(tài)的?？芍厝氤绦颍兇a）：執(zhí)行過(guò)程中不變的代碼。,進(jìn)程的特性,并發(fā)性：系統(tǒng)中同時(shí)存在著若干進(jìn)程。動(dòng)態(tài)性：進(jìn)程狀態(tài)不斷變化。獨(dú)立性：進(jìn)程是分配資源的獨(dú)立單位。交往性：與其它進(jìn)程交換信息。異步性：以不可預(yù)知的速度向前推進(jìn)。結(jié)構(gòu)性：一個(gè)進(jìn)程包括三個(gè)部分：程序，數(shù)據(jù)，進(jìn)程控制塊。,進(jìn)程控制塊（PCB）,定義：描述進(jìn)程外部特性的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。內(nèi)容：標(biāo)識(shí)信息：進(jìn)程標(biāo)識(shí)符；特征；當(dāng)前狀態(tài)。說(shuō)明信息：擁有資源和等待資源。內(nèi)存地址、I/O設(shè)備、外存、數(shù)據(jù)區(qū)等。管理信息：進(jìn)程優(yōu)先數(shù)；隊(duì)列指針。現(xiàn)場(chǎng)信息：記錄進(jìn)程釋放處理機(jī)時(shí)的現(xiàn)場(chǎng)信息，PSW、通用寄存器等。作用：PCB是進(jìn)程存在的唯一標(biāo)志。進(jìn)程的動(dòng)態(tài)、并發(fā)特性通過(guò)PCB表現(xiàn)出來(lái)。,進(jìn)程狀態(tài)及其轉(zhuǎn)換,進(jìn)程基本狀態(tài)就緒：擁有了除CPU之外的所有資源。運(yùn)行：進(jìn)程在CPU上運(yùn)行。等待：進(jìn)程等待某事件發(fā)生，如：讀磁盤(pán)，打印、讀文件等等。進(jìn)程狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換創(chuàng)建一個(gè)進(jìn)程時(shí)，進(jìn)程處于就緒狀態(tài)。隨著擁有（或等待）的資源不同，進(jìn)程在不同的狀態(tài)下轉(zhuǎn)換。進(jìn)程的整個(gè)生命周期就是在不同的狀態(tài)轉(zhuǎn)換中。,就緒,運(yùn)行,等待,,,,,,,創(chuàng)建,撤消,進(jìn)程調(diào)度,時(shí)間片到；更高優(yōu)先級(jí)進(jìn)程,事件已發(fā)生,等待某事件,進(jìn)程狀態(tài)及其轉(zhuǎn)換,注意：1、進(jìn)程的三個(gè)基本狀態(tài)。2、什么事件可以導(dǎo)致進(jìn)程狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換。3、一個(gè)進(jìn)程的狀態(tài)轉(zhuǎn)換可能引起其它進(jìn)程的狀態(tài)轉(zhuǎn)換。例如：一個(gè)進(jìn)程從運(yùn)行?等待，就會(huì)有另一個(gè)進(jìn)程從就緒?運(yùn)行。4、哪些狀態(tài)的轉(zhuǎn)換是可能的，哪些是不可能的。如：等待?運(yùn)行（?）。5、一個(gè)完整的進(jìn)程由程序、數(shù)據(jù)、進(jìn)程控制快組成。進(jìn)程的任何狀態(tài)變化都在PCB之中反映出來(lái)。,進(jìn)程狀態(tài)及其轉(zhuǎn)換,進(jìn)程隊(duì)列,處在就緒狀態(tài)和等待狀態(tài)的進(jìn)程不止一個(gè)。（但在任一時(shí)刻，處在運(yùn)行狀態(tài)的進(jìn)程最多只有一個(gè)）。引起進(jìn)程狀態(tài)變化的原因也很多。如何組織、管理這些進(jìn)程？PCB中有一個(gè)連接指針，用于組織PCB。就緒隊(duì)列、等待隊(duì)列、運(yùn)行隊(duì)列。根據(jù)等待的事件不同，可以組織多個(gè)等待隊(duì)列。,進(jìn)程控制,1、進(jìn)程控制的內(nèi)容：創(chuàng)建進(jìn)程，撤消進(jìn)程，掛起進(jìn)程，阻塞進(jìn)程，喚醒進(jìn)程等等。2、原語(yǔ)：為完成某些特定的功能而編制的一段系統(tǒng)程序。特點(diǎn)：不可中斷。也稱(chēng)做“原子操作”。3、用于進(jìn)程控制的原語(yǔ)：創(chuàng)建原語(yǔ)撤消原語(yǔ)喚醒原語(yǔ)阻塞原語(yǔ),進(jìn)程調(diào)度,從就緒隊(duì)列中按一定的策略選擇一個(gè)進(jìn)程，使其占有處理機(jī)。進(jìn)程調(diào)度的時(shí)機(jī)正在運(yùn)行的進(jìn)程運(yùn)行完畢。正在執(zhí)行的進(jìn)程被阻塞，加入等待隊(duì)列時(shí)間片到高優(yōu)先級(jí)的進(jìn)程進(jìn)入就緒隊(duì)列進(jìn)程調(diào)度的算法先來(lái)先服務(wù)法時(shí)間片輪轉(zhuǎn)法（RR）最高優(yōu)先級(jí)調(diào)度算法多級(jí)隊(duì)列反饋調(diào)度法,先來(lái)先服務(wù)法,根據(jù)進(jìn)程到達(dá)就緒隊(duì)列的次序，總是選擇先到達(dá)的進(jìn)程運(yùn)行。優(yōu)點(diǎn)：公平性；管理簡(jiǎn)單。由于進(jìn)程到達(dá)的隨機(jī)性，可能使系統(tǒng)中的短作業(yè)等待時(shí)間長(zhǎng)。,時(shí)間片輪轉(zhuǎn)法（RR）,時(shí)間片：系統(tǒng)允許進(jìn)程一次使用處理機(jī)的最長(zhǎng)時(shí)間?；貞洠悍謺r(shí)系統(tǒng)的工作原理。工作原理：就緒隊(duì)列中的進(jìn)程，每次最多使用一個(gè)時(shí)間片。硬件支持：計(jì)時(shí)器。時(shí)間片到，發(fā)生“計(jì)時(shí)中斷”。問(wèn)題：時(shí)間片的大小如何確定？就緒隊(duì)列長(zhǎng)短：越長(zhǎng)，時(shí)間片越短。響應(yīng)時(shí)間的要求計(jì)算機(jī)的性能進(jìn)程切換的系統(tǒng)開(kāi)銷(xiāo)：一個(gè)進(jìn)程讓出處理機(jī)，另一個(gè)進(jìn)程占有處理機(jī)。,最高優(yōu)先級(jí)調(diào)度算法,優(yōu)先級(jí)的概念優(yōu)先數(shù)和優(yōu)先級(jí)的區(qū)別總是從就緒隊(duì)列中選擇優(yōu)先級(jí)最高的進(jìn)程。問(wèn)題1：優(yōu)先級(jí)如何確定？進(jìn)程類(lèi)別：系統(tǒng)進(jìn)程，用戶(hù)進(jìn)程，前臺(tái)，后臺(tái)等進(jìn)程運(yùn)行時(shí)間作業(yè)的優(yōu)先級(jí)等問(wèn)題2：當(dāng)一個(gè)更高優(yōu)先級(jí)的進(jìn)程到達(dá)就緒隊(duì)列時(shí)，如何處理？搶占式非搶占式：一旦分配CPU，就一直占用，直到主動(dòng)放棄為止。問(wèn)題3：如果一個(gè)低優(yōu)先級(jí)的進(jìn)程在就緒隊(duì)列中等待太長(zhǎng)時(shí)間？動(dòng)態(tài)優(yōu)先數(shù)：進(jìn)程的優(yōu)先級(jí)隨系統(tǒng)情況不斷變化,多級(jí)隊(duì)列反饋算法,先來(lái)先服務(wù)、時(shí)間片輪轉(zhuǎn)與優(yōu)先數(shù)結(jié)合。按優(yōu)先級(jí)將作業(yè)排成不同的隊(duì)列，有不同時(shí)間片。先按優(yōu)先級(jí)調(diào)度，優(yōu)先級(jí)相同的第n級(jí)按時(shí)間片輪轉(zhuǎn)，其它按先來(lái)先服務(wù)調(diào)度。優(yōu)先級(jí)的調(diào)整時(shí)間片到：降低等待進(jìn)程被喚醒：加入相同優(yōu)先級(jí)隊(duì)列,進(jìn)程同步與互斥,臨界資源：同一時(shí)間只能被一個(gè)進(jìn)程使用。臨界區(qū)：并發(fā)進(jìn)程中與臨界資源有關(guān)的程序段。相關(guān)臨界區(qū)：并發(fā)進(jìn)程中涉及相同變量的那些臨界區(qū)相關(guān)臨界區(qū)的三個(gè)管理要求某一時(shí)刻最多只有一個(gè)進(jìn)程進(jìn)入臨界區(qū)。如果一個(gè)進(jìn)程請(qǐng)求進(jìn)入臨界區(qū)，必須在有限的時(shí)間內(nèi)進(jìn)入。一個(gè)進(jìn)入臨界區(qū)的進(jìn)程，要在有限的時(shí)間內(nèi)退出。進(jìn)程互斥當(dāng)若干進(jìn)程都要使用某個(gè)共享資源時(shí)，任何時(shí)刻只允許一個(gè)進(jìn)程去使用該資源，其他要使用的進(jìn)程必須等待，直到該資源的占用者釋放了資源。進(jìn)程同步進(jìn)程之間一種直接的協(xié)同工作關(guān)系，它們之間互為條件，通過(guò)相互發(fā)送消息來(lái)實(shí)現(xiàn)合作。同步機(jī)制：把其他進(jìn)程需要的消息發(fā)出去，也能測(cè)試自己需要的消息是否到達(dá)。,信號(hào)量與PV原語(yǔ),信號(hào)量：一個(gè)整數(shù)值，其值表示資源數(shù)目。>0：可用資源的數(shù)量=0繼續(xù)；若信號(hào)量<0進(jìn)程阻塞。V原語(yǔ)：物理含義：釋放一份資源。定義：（1）信號(hào)量減1（2）如果信號(hào)量<=0，喚醒等待進(jìn)程，否則，繼續(xù)運(yùn)行。,進(jìn)程通信,進(jìn)程通信：進(jìn)程之間的信息交換。也稱(chēng)“高級(jí)通信”。低級(jí)通信：進(jìn)程之間傳遞控制信息。同步與互斥。進(jìn)程通信的方案共享內(nèi)存消息機(jī)制消息緩沖機(jī)制信箱通信管道基礎(chǔ)：文件系統(tǒng)FIFO高級(jí)通信原語(yǔ)Send()Receive(),進(jìn)程死鎖,死鎖的概念死鎖產(chǎn)生的原因資源分配不合理進(jìn)程推進(jìn)速度不合理死鎖的必要條件資源的互斥使用資源的不可搶占占有并等待（資源的部分分配）資源的循環(huán)等待死鎖預(yù)防打破死鎖的必要條件之一靜態(tài)分配，剝奪資源，按序分配死鎖避免安全狀態(tài)銀行家算法死鎖檢測(cè)與解除資源分配圖繪制方法檢測(cè)是否存在死鎖,存儲(chǔ)器管理,存儲(chǔ)器管理的功能內(nèi)存的分配和回收地址變換內(nèi)存共享與保護(hù)內(nèi)存擴(kuò)充地址映射靜態(tài)地址映射動(dòng)態(tài)地址映射內(nèi)存擴(kuò)充技術(shù)覆蓋技術(shù)交換技術(shù),可變分區(qū)存儲(chǔ)管理,基本原理在作業(yè)要求裝入主存時(shí)，根據(jù)作業(yè)的大小從空閑內(nèi)存區(qū)中“切出”一片連續(xù)的區(qū)域．分區(qū)的大小和個(gè)數(shù)是不確定的．初始時(shí)，系統(tǒng)中只有一個(gè)連續(xù)的用戶(hù)區(qū)域，隨著作業(yè)的到達(dá)和撤消，用戶(hù)區(qū)就被劃分為若干個(gè)大小不等的區(qū)域。內(nèi)存分配算法最先適應(yīng)最優(yōu)適應(yīng)最壞適應(yīng)內(nèi)存回收上空閑區(qū)和下空閑區(qū)四種情況，空閑區(qū)的變化內(nèi)存保護(hù)策略基址寄存器、限長(zhǎng)寄存器碎片問(wèn)題移動(dòng)技術(shù),頁(yè)式存儲(chǔ)管理,基本原理“等分”內(nèi)存。把內(nèi)存劃分為大小相同的“塊”。把用戶(hù)作業(yè)空間劃分為大小相同的“頁(yè)”。頁(yè)和塊的大小相同。在把作業(yè)加載到內(nèi)存時(shí)，頁(yè)和頁(yè)之間不再連續(xù)。但頁(yè)內(nèi)連續(xù)。也不必把所有的頁(yè)都一次性加載內(nèi)存，只需要加載那些馬上要用到的頁(yè)。其余的頁(yè)在需要時(shí)再加載。地址變換邏輯地址：頁(yè)號(hào)+頁(yè)內(nèi)地址頁(yè)表，兩次訪(fǎng)問(wèn)內(nèi)存快表多級(jí)頁(yè)表內(nèi)存分配位示圖空閑頁(yè)面表空閑頁(yè)面鏈表,虛擬頁(yè)式存儲(chǔ)管理,虛擬存儲(chǔ)技術(shù)的理論基礎(chǔ)原理局部性原理：進(jìn)程往往會(huì)不均勻地高度局部化地訪(fǎng)問(wèn)內(nèi)存。時(shí)間局部性：剛剛被訪(fǎng)問(wèn)的頁(yè)，很可能在不久的將來(lái)還要訪(fǎng)問(wèn)。例如：循環(huán)；子程序；棧；用戶(hù)記數(shù)和總計(jì)的變量等。空間局部性：某個(gè)頁(yè)面被訪(fǎng)問(wèn)，很可能它相臨的頁(yè)也要被訪(fǎng)問(wèn)。例如：數(shù)組遍歷；代碼程序的執(zhí)行；等等。頁(yè)表擴(kuò)充駐留位（中斷位），訪(fǎng)問(wèn)位，修改位，保護(hù)位，禁止緩存位缺頁(yè)中斷,虛擬頁(yè)式存儲(chǔ)管理,頁(yè)面淘汰算法OPT（最優(yōu)）FIFO（先進(jìn)先出）LRU（最近最久未使用）LFU（最近最少使用）缺頁(yè)中斷率頁(yè)面數(shù)頁(yè)的大小編程方法頁(yè)面淘汰算法顛簸（抖動(dòng)）問(wèn)題,虛擬頁(yè)式存儲(chǔ)管理,例1：引入虛擬存儲(chǔ)技術(shù)的前提是：A）存儲(chǔ)共享目的B）存儲(chǔ)保護(hù)目的C）存儲(chǔ)訪(fǎng)問(wèn)的局部性原理D）多道程序設(shè)計(jì)思想【分析】虛擬技術(shù)的理論基礎(chǔ)是程序執(zhí)行的局部性【答案】C例2：下列哪一個(gè)不是引起系統(tǒng)發(fā)生抖動(dòng)的原因？A）頁(yè)面尺寸過(guò)大B）頁(yè)面尺寸過(guò)小C）程序編制不合理D）頁(yè)面淘汰算法不合理【分析】引起系統(tǒng)發(fā)生抖動(dòng)的原因：頁(yè)面數(shù)，頁(yè)的大小，編程方法，頁(yè)面淘汰算法【答案】A,文件管理,文件概念命名了的數(shù)據(jù)項(xiàng)的集合。每一個(gè)文件都有一個(gè)唯一的文件名。對(duì)文件實(shí)現(xiàn)“按名存取”。文件的分類(lèi)文件的結(jié)構(gòu)邏輯結(jié)構(gòu)：流式文件，記錄式文件物理結(jié)構(gòu)：順序，索引，鏈接，Hash結(jié)構(gòu)，索引順序UNIX的三級(jí)索引結(jié)構(gòu)文件的存儲(chǔ)介質(zhì)“塊”的概念順序存取設(shè)備：磁帶隨機(jī)存取設(shè)備：磁盤(pán)物理地址：柱面號(hào)，磁頭號(hào)，扇區(qū)號(hào)按柱面存放塊號(hào)與物理地址的轉(zhuǎn)換,文件目錄,實(shí)現(xiàn)“按名存取”的手段文件控制塊（FCB）樹(shù)型目錄結(jié)構(gòu)路徑當(dāng)前目錄目錄的改進(jìn)名號(hào)目錄項(xiàng)：文件名，文件內(nèi)部號(hào)基本目錄項(xiàng)減少訪(fǎng)問(wèn)磁盤(pán)的次數(shù)，提高文件目錄檢索速度例題：下列哪一項(xiàng)與文件的物理結(jié)構(gòu)有關(guān)？A）文件長(zhǎng)度B）用戶(hù)對(duì)文件的存取方式C）文件中的記錄個(gè)數(shù)D）文件目錄的結(jié)構(gòu)【分析】文件的物理結(jié)構(gòu)由存儲(chǔ)介質(zhì)的性質(zhì)和用戶(hù)的使用方式?jīng)Q定【答案】B,文件的操作,用系統(tǒng)調(diào)用實(shí)現(xiàn)建立文件：create(文件名，參數(shù)表)打開(kāi)文件：open(文件名，參數(shù)表)讀文件：read(文件名，記錄鍵，內(nèi)存位置)寫(xiě)文件：write(文件名，記錄鍵，內(nèi)存位置)關(guān)閉文件：close(文件名)撤消文件：delete(文件名)指針定位：seek（fd，新指針位置）,文件系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn),存儲(chǔ)空間的管理位示圖塊號(hào)與字號(hào)、位號(hào)之間的關(guān)系空閑塊表空閑塊鏈單鏈成組鏈實(shí)現(xiàn)文件系統(tǒng)的表目系統(tǒng)打開(kāi)文件表用戶(hù)打開(kāi)文件表PCB指向用戶(hù)打開(kāi)文件表記錄的成組與分解硬件支持：內(nèi)存緩沖區(qū)塊因子記錄分解的過(guò)程,文件系統(tǒng)的安全與性能,文件系統(tǒng)的安全備份存取控制表UNIX的存取控制表：三類(lèi)用戶(hù)，三種權(quán)限用ls-l命令列目錄的結(jié)果的含義drwxr-xr-4userwheel512……chmod命令口令密碼文件系統(tǒng)的性能文件系統(tǒng)的物理基礎(chǔ)：磁盤(pán)設(shè)備塊高速緩存合理分配磁盤(pán)空間：按柱面存放磁盤(pán)的驅(qū)動(dòng)調(diào)度信息的優(yōu)化分布磁盤(pán)讀/寫(xiě)的過(guò)程：讀時(shí)間、處理時(shí)間在處理記錄時(shí)，磁盤(pán)繼續(xù)旋轉(zhuǎn),設(shè)備管理,設(shè)備分類(lèi)存儲(chǔ)設(shè)備，輸入輸出設(shè)備塊設(shè)備，字符設(shè)備獨(dú)占設(shè)備，共享設(shè)備，虛擬設(shè)備設(shè)備管理的目標(biāo)為用戶(hù)提供一個(gè)透明的接口，把用戶(hù)和硬件的物理特性分開(kāi)（設(shè)備無(wú)關(guān)性）。提高設(shè)備與設(shè)備之間、設(shè)備與CPU之間的并行程度設(shè)備的分配和回收設(shè)備管理的功能進(jìn)行設(shè)備的分配和回收。緩沖區(qū)管理。解決設(shè)備和CPU速度不匹配的問(wèn)題。設(shè)備驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)I/O操作。外部設(shè)備中斷處理。虛擬設(shè)備及其實(shí)現(xiàn),通道技術(shù),通道：是一個(gè)獨(dú)立于CPU的、專(zhuān)門(mén)管理I/O的處理機(jī)。它控制設(shè)備直接與內(nèi)存進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。通道有自己的通道指令，這些通道指令組成通道程序。通道通過(guò)執(zhí)行通道程序來(lái)控制設(shè)備的操作。通道分類(lèi)：字節(jié)多路通道：連接慢速設(shè)備；輪轉(zhuǎn)方式同時(shí)控制多臺(tái)設(shè)備工作。成組多路通道：連接中速設(shè)備（磁帶）。選擇通道：連接高速設(shè)備。通道的連接通道、控制器、設(shè)備交叉連接通道的工作原理通道命令字（CCW）通道地址字（CAW）通道狀態(tài)字（CSW）,通道的工作過(guò)程,CPU通道,,根據(jù)用戶(hù)的請(qǐng)求和設(shè)備特點(diǎn)準(zhǔn)備通道程序,,向通道發(fā)“啟動(dòng)I/O”命令,,調(diào)度進(jìn)程運(yùn)行,,有中斷嗎？,,Y,,,,N,,接收啟動(dòng)命令,,執(zhí)行通道程序,,執(zhí)行完？,,置通道狀態(tài)字（CSW）,,發(fā)中斷信號(hào),,Y,,,,N,緩沖技術(shù),設(shè)備管理中的問(wèn)題CPU速度與設(shè)備速度不匹配的問(wèn)題。傳輸大量數(shù)據(jù)時(shí)中斷次數(shù)太多。DMA或通道的“瓶頸”問(wèn)題。緩沖的實(shí)現(xiàn)方法專(zhuān)用硬件緩沖器。軟件緩沖：在內(nèi)存中劃出若干專(zhuān)用區(qū)域。專(zhuān)用緩沖區(qū)。共享緩沖區(qū)。緩沖的種類(lèi)單緩沖：匹配了速度，但不能并行。雙緩沖：既解決了速度匹配，又可以并行。當(dāng)設(shè)備很多時(shí)，實(shí)現(xiàn)起來(lái)很困難。多緩沖：系統(tǒng)中有多個(gè)緩沖區(qū)，一些專(zhuān)門(mén)用于輸入，另一些專(zhuān)門(mén)用于輸出。緩沖池：多個(gè)進(jìn)程共享，既可以做輸入，又可以做輸出。,虛擬設(shè)備—spooling技術(shù),同時(shí)外圍設(shè)備聯(lián)機(jī)操作（SimultaneousPeripheralOperationOnLine）提高獨(dú)占設(shè)備的利用率。把一臺(tái)獨(dú)占設(shè)備模擬成共享設(shè)備的技術(shù)。硬件支持：大容量、高速度的存儲(chǔ)設(shè)備的支持。為用戶(hù)進(jìn)程分配的是外存上的固定區(qū)域，而不是設(shè)備本身。Spooling系統(tǒng)的組成預(yù)輸入程序：負(fù)責(zé)從輸入設(shè)備上讀取數(shù)據(jù)，并存放在輸入井中。需要時(shí)，再將數(shù)據(jù)從輸入井讀到進(jìn)程的內(nèi)存區(qū)域中。緩輸出程序：接收來(lái)自進(jìn)程的輸出數(shù)據(jù)，存入輸出井中。輸出設(shè)備空閑時(shí)，再把數(shù)據(jù)讀到輸出設(shè)備上。井管理程序：負(fù)責(zé)分配輸入井和輸出井的存儲(chǔ)空間。,設(shè)備分配,獨(dú)占設(shè)備分配設(shè)備絕對(duì)號(hào)與相對(duì)號(hào)用“設(shè)備類(lèi)、相對(duì)號(hào)”申請(qǐng)?jiān)O(shè)備設(shè)備分配：建立絕對(duì)號(hào)與“設(shè)備類(lèi)、相對(duì)號(hào)”之間對(duì)應(yīng)關(guān)系采用動(dòng)態(tài)分配方式分配策略：先請(qǐng)求先服務(wù)，最高優(yōu)先級(jí)者先服務(wù)可能發(fā)生死鎖，考慮系統(tǒng)的安全性共享設(shè)備分配磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)調(diào)度策略移臂調(diào)度先來(lái)先服務(wù)最短尋道時(shí)間優(yōu)先電梯法（掃描算法）旋轉(zhuǎn)調(diào)度同一磁道上的不同扇區(qū)。不同磁道上的不同扇區(qū)。不同磁道上的具有相同編號(hào)的扇區(qū)。設(shè)備獨(dú)立性,例題,例：某系統(tǒng)對(duì)磁盤(pán)初始化時(shí)把每個(gè)盤(pán)面分成8個(gè)扇區(qū)，今有8個(gè)邏輯記錄被存放在同一個(gè)磁道上供處理程序使用，處理程序要求順序處理這8個(gè)記錄，每次請(qǐng)求從磁盤(pán)上讀一個(gè)記錄，然后對(duì)讀出的記錄要花5毫秒的時(shí)間處理，以后再讀下一個(gè)記錄進(jìn)行處理，直到8個(gè)記錄都處理結(jié)束。假定磁盤(pán)轉(zhuǎn)速為20毫秒/周，則處理這8個(gè)記錄所花費(fèi)的時(shí)間是多少？【分析】讀一個(gè)記錄需要2.5毫秒。處理一個(gè)記錄的時(shí)間為5毫秒。當(dāng)處理完一個(gè)記錄（5毫秒）后，讀寫(xiě)磁頭已旋轉(zhuǎn)到第4個(gè)記錄位置。為了處理第2個(gè)記錄，必須等待磁盤(pán)把第2個(gè)記錄旋轉(zhuǎn)到讀寫(xiě)磁頭位置下面。需要15毫秒的延遲時(shí)間。因此，總時(shí)間為：8（2.5+5）+715=165MS優(yōu)化分布：,,,,,,1,4,7,2,5,8,3,6,所需時(shí)間：8（2.5+5）,操作系統(tǒng)結(jié)束,