设备管理

概述

1. 设备的分类
   现代计算机系统都配有各种各样的设备，如打印机、显示器、绘图仪、扫描仪、键盘和鼠标等。设备可以有各种不同的分类方式
2. I/O软件
   设计I/O软件的主要目标是设备独立性和统一命名，I/O软件独立于设备，就可以提高设备管理软件的设计效率，当输入\输出设备更新时，没有必要重新编写全部设备驱动程序

设备管理技术

1. 通道技术
   CPU 只需向通道发出I/O命令，通道收到命令后，从主存中取出本次I/O要执行的通道程序并执行，仅当通道完成I/O任务后才向CPU发出中断信号。目的：使数据传输独立与CPU，将CPU从繁琐的I/O工作中解脱出来
2. DMA 技术
   直接主存存取(DMA)，是指数据在主存与设备间直接成块传送，即在主存与设备间传送一个数据块的过程不需要任何干涉
3. 缓冲技术
   包括硬件缓存(硬件寄存器)和软件缓存(操作系统)，是为了提高外设利用率，尽可能使外设处于繁忙状态。引入缓存技术的原因：1.缓和CPU与I/O设备之间的速度不匹配的矛盾，2.减少对CPU的中断频率，放宽对中断响应时间的限制，3.提高CPU与I/O设备之间的并行性。
4. Spooling 技术
   假脱机技术，用一类物理设备模拟另一类物理设备的技术，是独占使用的设备变成多台虚拟设备的一种技术

磁盘调度

• 磁盘的结构
  磁盘有正反两面，每个盘有多个同心圆，每个同心圆是一个磁道，每个同心圆又被划分为多个扇区，数据被存放在一个个扇区中。
  寻道时间：磁头移动到磁道所需的时间，磁盘调度的目标是磁盘的平均寻道时间最少
• 磁盘的调度算法
  1. 先来先服务(FCFS)：根据进程请求访问磁盘的先后次序进行调度
  2. 最短寻道时间优先(SSTF)：要求访问的磁道与当前磁头所在的磁道距离最近，使得每次寻道时间最短，但平均寻道时间不一定短
  3. 扫描算法(SCAN)：电梯调度算法：每次选择距离最近的同一方向的磁道访问
  4. 单向扫描调度算法(CSCAN)：每次均从头到尾一次扫描访问