第五章 设备管理
精选第五章设备管理-通道缓冲技术
5.6 缓 冲 技术
1 缓冲的引入
在OS中，引入缓冲技术的主要原因有： 缓和CPU与I/O设备间速度不匹配的矛盾 减少对CPU的中断频率，放宽对中断响应时间的限制 （见下页图） 提高CPU和I/O设备之间的并行性 所以，为了提高I/O速度和设备利用率，许多计算机系 统通过设置缓冲区采用了缓冲技术来实现。
除了上述外，缓冲池还具有如下的工作缓冲区：
①用于收容输入数据的工作缓冲区； ②用于提取输入数据的工作缓冲区； ③用于收容输出数据的工作缓冲区； ④用于提取输出数据的工作缓冲区；
用户程序
三、缓冲区的工作方式
收容输入
hin
提取输出
sout
sin hout
提取输入 收容输出
①收容输入工作方式
输入数据时, 调用Getbuf(emq) 装满数据后, 调用Putbuf(inq, hin)
用户进程 用户区
操作系统
传送
缓冲区1
传送
缓冲区2
输入 I/O设备
输出 I/O设备
输入 I/O设备1
输出 I/O设备2
5.3.4 缓冲池(Buffer Pool)
目前广泛流行的公用缓冲池，由于可供多个进程共享， 可提高缓冲区的利用率。 一、缓冲池(Buffer Pool)的组成
对于可用于I/O的缓冲池，包含的缓冲区类型有： ①空（闲）缓冲区； ②装满输入数据的缓冲区； ③装满输出数据的缓冲区。 对应的有以下三个缓冲队列： ①空缓冲队列emq。由空缓冲区所链成的队列 ②输入队列inq。由装满输入数据的缓冲区所链成的 队列 ③输出队列outq。由装满输出数据的缓冲区所链成的 队列
精选设备管理IO设备
第五章 设 备 管 理
3) 这种分类方式可将I/O (1) 独占设备。 (2) (2) 共享设备。 (3) (3) 虚拟设备。
第五章 设 备 管 理
2. 设备与控制器之间的接口
至设备 控制器
数据信号线 状态信号线
控制信号线
I/O设 备 缓冲 转换器
控制逻辑
信号 数据
图 5-1 设备与控制器间的接口
第五章 设 备 管 理
5.1.2 设备控制器
1. 设备控制器的基本功能 1) 接收和识别命令 2) 2) 数据交换 3) 3) 标识和报告设备的状态 4) 4) 地址识别 5) 5) 数据缓冲 6) 6) 差错控制
第五章 设 备 管 理
2. 设备控制器的组成
CPU与 控 制 器 接 口
数据线
地址线 控制线
T3(缓 冲 3)
T4(缓 冲 4)
(b)
M1
M2
M3
M4
C1
C2
C3
C4
(2) 内存地址寄存器MAR。在输入时，它存放把数据从 设备传送到内存的起始目标地址；在输出时，它存放由内存 到设备的内存源地址。
(3) 数据寄存器DR。用于暂存从设备到内存，或从内存 到设备的数据。
(4) 数据计数器DC。 存放本次CPU要读或写的字(节)数。
第五章 设 备 管 理
3. DMA工作过程 设置AR和DC初值
一是其指令类型单一，这是由于通道硬件比较简单， 其所能执行的命令，主要局限于与I/O操作有关的指令； 再 就是通道没有自己的内存，通道所执行的通道程序是放在主 机的内存中的， 换言之，是通道与CPU共享内存。
第五章 设 备 管 理
2. 通道类型 1) 字节多路通道(Byte Multiplexor Channel)
北航任爱华操作系统课件—第五章_设备管理
由进程P来的I/O请求 搜索SDT找到DCT指针
A 搜索DCT指针， 找到COCT指针 是 控制器忙吗？ 否 分配控制器给进程P 搜索COCT找到CHCT指针 进程P按分配策略 入I/O等待队列 等待该设备空闲 是 进程P 等待通道
查DCT 该设备忙？ 否 按分配策略选取 占据该设备的进程
是
进程P等待控制器
• • • • • • Linux输入/输出的过程概述 设备驱动程序基础 Linux的中断处理 设备驱动程序的框架 字符设备驱动程序 块设备驱动程序
概述
输入/输出请求 出错返回
设备无关软件 标准设备接口（read,write,open,close,…) 设备文件 (在/dev目录下) 设备驱动程序
输入/输出软件的作用
I/O请求 I/O应答
4-用户进程 3-设备无关软件
使用I/O系统调用：格式化I/O
命名、保护、阻塞、缓冲、分配设备
设备服务子程序 2-设备驱 动程序 1-中断处理程序 硬 件
设置设备寄存器、检测状态 I/O结束时，唤醒设备服务子程序 执行I/O操作
输入/输出请求 的提交周期
Linux文件系统的层次结构
返回
设备驱动分层结构
设备驱动程序基础
• • 总线： CPU和I/O设备是通过总线连接起来。 PC机常见总线有ISA,PCI等等。 I/O地址空间： 所有设备的寄存器组成。 察看文件:/proc/ioports I/O数据传输： 忙等待、中断方式、DMA方式 设备分类： 字符设备、块设备 设备名： 主设备号(驱动程序)、次设备号(驱动程序的参数） 设备文件： 在/dev目录下，在内核中由file结构表示。 设备驱动程序接口：由file_operations数据结构完成。
计算机操作系统第五章设备管理复习资料
第五章设备管理（一）简答题1、为什么要在设备管理中引入缓冲技术？解：缓冲技术是用来在两种不同速度的设备之间传输信息时平滑传输过程的常用手段。
在OS的设备管理中，引入缓冲技术的主要原因可归结为以下几点。
（1）缓和CPU与I/O设备间速度不匹配的矛盾。
一般情况下，程序的运行过程是时而进行计算，时而进行输入或输出。
以打印机输出为例，如果没有缓冲，则程序在输出时，必然由于打印机的速度跟不上而使CPU停下来等待；然而在计算阶段，打印机又无事可做。
如果设置一个缓冲区，程序可以将待输出的数据先输出到缓冲区中，然后继续执行；而打印机则可以从缓冲区取出数据慢慢打印。
（2）减少中断CPU的次数。
例如，假定设备只用一位二进制数接收从系统外传来的数据，则设备每接收到一位二进制数就要中断CPU一次，如果数据通信速率为9.6Kb/s，则中断CPU的频率也是9.6KHz，即每100us就要中断CPU一次，若设置一个具有8位的缓冲寄存器，则可使CPU被中断的次数降低为前者的1/8。
（3）提高CPU和I/O设备之间的并行性。
由于在CPU和设备之间引入了缓冲区，CPU可以从缓冲区中读取或向缓冲区写入信息，相应地设备也可以向缓冲区写入或从缓冲区读取信息。
在CPU工作的同时，设备也能进行输入输出操作，这样，CPU和I/O设备就可以并行工作。
2、引入缓冲的主要原因是什么？P155【解】引入缓冲的主要原因是：●缓和CPU和I/O设备速度不匹配的矛盾；●减少对CPU的中断频率，放宽对中断响应时间的限制●提高CPU和I/O设备之间的并行性。
3、请简述为什么要在核心I/O子系统中要引入缓冲机制（Buffering）。
答：引入缓冲的主要原因：（1）缓和CPU与I/O设备间速度不匹配的矛盾。
（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、简述SPOOLing（斯普林）系统的工作原理。
解：多道程序并发执行后，可利用其中的一道程序来模拟脱机输入时外围控制机的功能，将低速I/O设备上的数据传送到高速磁盘上；再利用另一道程序来模拟脱机输出时外围控制机的功能，将高速磁盘上的数据传送到输出设备上，这样就可以在主机的直接控制下，实现脱机输入、输出操作，这时外围操作与CPU对数据的执行同时进行。
第5章设备管理1．单项选择题（1）通过硬件和软件的功能扩充，把原来b...b
第5章设备管理1．单项选择题(1)通过硬件和软件的功能扩充，把原来独占的设备改造成若干用户共享的设备，这种设备称为( )。
A．存储设备B．系统设备C．虚拟设备D．用户设备(2)( )是操作系统中采用的以空间换时间的技术。
A．通道技术B．SPOOLing技术C．覆盖技术D．虚拟存储技术(3)CPU输出数据的速度远远高于打印机的打印速度，为解决这一矛盾，可采用( )。
A．虚拟技术B．通道技术C．并行技术D．缓冲技术(4)关于设备管理和文件管理这二者的关系，下面说法中正确的是( )。
A．设备管理是文件系统的基础，文件管理是设备管理的一部分B．文件系统为用户提供按名存取服务，实现逻辑文件与物理文件C．文件管理和设备管理是操作系统的两个完全独立的功能，二者不存在任何关系D．设备管理与文件系统密切相关，文件系统是设备管理的基础，设备管理必须依赖文件管理才能最终完成相应的功能(5)在下面的4个选项中，不属于设备管理的功能是( )。
A．实现虚拟设备B．实现外围设备的分配与回收C．实现按名存取D．实现外围设备的启动(6)打印机是( )。
A．独占设备B．共享设备C．有时是独占设备，有时是共享设备D．常用的字符输出设备(7)对输入/输出设备，输入/输出操作的信息传输单位为( )；对存储型设备，输入/输出操作的信息是以( )为单位传输的。
A．字节，字B．字符，字C．位，块D．字符，块(8)下面关于计算机外围设备的说法中错误的是( )。
A．输入/输出型设备负责主存与外围设备间的信息传递，信息传输单位是字符B．存储类型设备一般属于共享设备，而输入/输出型设备则属于独占设备C．计算机外围设备可以分为存储型设备和输入/输出型设备D．存储型设备可以作为主存的扩充，信息传输以块为单位(9)当两个进程访问同一柱面，同一扇区，不同磁道的时候( )。
A．一定要先读磁头号小的B．一定要先读磁头号大的C．任意选择一个先访问，另一个等下次扇区转到磁头下时再访问D．两个同时读出来(10)为了减少移动臂进行移动花费时间，文件是按( )依次存放的。
第五章设备管理-PPT精品
计算机操作系统
第五章 设备管理
组成
CPU与控制器接口
数据线 地址线
数据寄存器
控制/状态 寄存器
控制线
计算机操作系统
控 制器 与 设备 接 口
控制器 与设备 接口1
数据 状态 控制
… …
I/O逻辑
控制器 与设备 接口i
数据 状态 控制
第五章 设备管理
5.1.3 I/O通道
计算机操作系统
1. I/O通道(I/O Channel)设备的引入
检查
状态？
I/O→CPU 出错
CPU与I/O设备速度不匹配，使得CPU极从大I/O浪控就制费绪器 中读入字 I/O→CPU
向存储器 中写字
CPU→内存
未完
传送
完成？
完成
下条指令
(a) 程序I/O方式
5.2.2 中断驱动I/O控制方式
CPU、设备并行工作 提高了系统的资源利用率和吞吐量 以字（节）为单位进行干预
计算机操作系统 第五章 设备管理
I /O设备通道、控制器连接方式（多通路）
处理机
内存
I/O通道 控制器
I/O通道 控制器
I/O设备 I/O设备 I/O设备 I/O设备
5.2 I/O控制方式
向I/O控制器 CPU→I/O 发读命令
5.2.1 程序I/O方式
忙-等方式
读I/O控制器 未 的状态 就 绪
★指令类型单一 ★通道没有自己的内存，通道与CPU共享内存
第五章操作系统
1) 字节多路通道(Byte Multiplexor Channel) 2) 数组选择通道(Block Selector Channel) 3) 数组多路通道(Block Multiplexor Channel)
新版GMP实务教程 第五章 设备管理(2)ppt课件
二、制药用水管理
（一）制药用水制备
1．原水处理 2．纯化水制备 ➢ 离子交换法 ➢ 电渗析 ➢ 电去离子法 ➢ 反渗透法 ➢ 大孔树脂法 ➢ 过滤法 ➢ 化学方法。 3．注射用水的制备 ➢ 蒸馏法 ➢ 反渗透法
图5-23 二离级子反交渗换透法法纯纯化化水水制制备备工工艺艺流流程程图图
二、制药用水管理 （二）制药用水系统附属设备
计量特性进行全面的评定，确定合法性 检定规程
确☞定合格
报 告 校准报告
检定合格证书、不合格报告
三、计量管理内容
校准管理内容包括：校准周期、校准规程、校准环境、校准记
录与报告、不合格校准结果的处理。
➢校准周期
➢校准规程
✓ 溯源链
✓ 校准标准 ✓ 校准人员 ✓ 校准方法
不合格的仪器采取修理、调整、限制使用、降级、报废处理。
对比项准目 的水。GM纯化P水规定工艺用水通注射常用水分为三类：灭菌饮注射用用水水、
来源 纯化蒸水馏、和离子注交换射、反用渗透水等方。法制得
性状
无色澄明液体，无臭，无味
pH ➢ 饮用符水合规定
➢ 纯化水 氨
硝酸盐
≤3.00×10-6g/100ml ≤6.00×10-6g/100ml
➢ 注射用水 亚硝酸盐
≤2.00×10-6g/100ml
重金属
≤1.00×10-6g/100ml
纯化水经蒸馏所得 无色澄明液体，无臭，无味
5.0～7.0 ≤2.00×10-6g/100ml ≤6.00×10-6g/100ml ≤2.00×10-6g/100ml ≤1.00×10-6g/100ml
由注射用水灭菌制得
①按注射用水项下检 验符合规定； ②符合注射剂项下〔 《中国药典》（2010 年版二部）〕附录ⅠB 规定
【Linux操作系统】第5章--设备管理
对于SCSI硬盘，执行的命令如下：
[root@redflag /root]#mount –t vfat /dev/sda4 /mnt/windows
使用“-t vfat”选项，是因为Windows 下文件系统是FAT 32格式的。
【说明】 我们可以通过修改/etc/fstab 文件，使得系统每次启动时自动加载。 /etc/fstab文件的内容如下：
如何处理缓冲，字符设备是靠自己实现
缓冲，块设备通常以512字节或1024字节
(甚至更大)的组块进行通信，它们通过系
设备驱动程序和设备文件很详细地
标明了设备是字符设备还是块设备。要
识别一个设备的类型，只需要查看一下
设备文件中的权限位就可以了。如果权 限位中的第一个字符是b，则该设备就是 块设备；若是c，则说明它是字符设备。 如图5-1所示的是我们从/dev目录清单中 摘录的一段，用户可以由权限位的第一 个字符来判断设备是何种类型。
/dev/hda7
/
reiserfs
defaults,notail
1
1
/dev/hda5
/mnt/windows
vfat
defaults
0
0
/dev/cdrom /mnt/cdrom
iso9660
noauto,owner,ro
0
0
/dev/hda6
swap
swap
defaults
0
0
/dev/fd0 none none
指可以通过SMB网络来访问的连接于非
本地系统的打印队列。
④ NetWare Printer(NCP)：指可以通
过NetWare网络来访问的连接于非本地系
新版GMP实务教程__第五章_设备管理(1)
✓ 保障安全原则 ✓ 满足生产工艺原则 ✓ 保障生产原则 ✓ 方便操作和维护原则 ✓ 有利于洁净原则
设备管理包括选型设计、购入或加工、安装、调试、校准、运行、使用、检修、维护、
保养、调拨，到鉴定、报废的全过程管理。 ♥ ☞
➢设备管理组织
✓ 管理组织 ✓ 管理职责 ☞ ✓ 管理档案 ☞
➢设备管理原则
✓ 保障安全原则 ✓ 满足生产工艺原则 ✓ 保障生产原则 ✓ 方便操作和维护原则 ✓ 有利于洁净原则
设备管理包括选型设计、购入或加工、安装、调试、校准、运行、使用、检修、维护、
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➢设备管理组织
✓ 管理组织 ✓ 管理职责 ☞ ✓ 管理档案 ☞
第八十六条 用于药品生产或检验的设备和仪器，应当有使用日志，记录内容包括使用、清洁、维护和维修情况以及日期、时间、 所生产及检验的药品名称、规格和批号等。 ♥ 第八十七条 生产设备应当有明显的状态标识，标明设备编号和内容物（如名称、规格、批号）；没有内容物的应当标明清洁状态。
♥ 第八十八条 不合格的设备如有可能应当搬出生产和质量控制区，未搬出前，应当有醒目的状态标识。 第八十九条 主要固定管道应当标明内容物名称和流向。 ♥
课程《药品生产质量管理技 术》
教材：新版GMP实务教程
第五章 设备
• 教学目的： • 学习GMP的条例 • 教学重难点： • 1.设备管理使用
管理
内容提要：
GMP（2010年修订）第五章 设备 第一节 原 则
第七十一条 设备的设计、选型、安装、改造和维护必须符合预定用途，应当尽可能降低产生污染、交叉污染、混淆和差错的风险， 便于操作、清洁、维护，以及必要时进行的消毒或灭菌。 ♥ 第七十二条 应当建立设备使用、清洁、维护和维修的操作规程，并保存相应的操作记录。 第七十三条 应当建立并保存设备采购、安装、确认的文件和记录。 ♥ 第二节 设计和安装
《中国石油加油站管理规范》第五章 设备管理与维护
第五章设备管理与维护第一节普通规定第一百七十五条管理职责1. 操作人员负责日常检查、维护及保养。
2. 加油站站长和设备管理员负责设备的巡检。
3. 设备的定期检查和测试，由站长或者上级公司主管部门组织实施。
第一百七十六条设备技术档案1. 加油站每台设备均应有齐全、准确、保管良好的技术档案。
2. 技术档案应包括以下技术资料：( 1 ) 设备基本资料卡：名称、主要性能、购进价格、使用日期、设备照片等。
( 2 ) 原始技术资料：产品出厂合格证、说明书、罐容积检定表。
( 3 ) 试运行记录：安装及试压、试运转记录。
( 4 ) 维修检修记录：检修记录、清罐及维修记录、计量检定证书。
( 5 ) 报废记录。
第一百七十七条设备报废已到报废年限或者符合报废标准的设备，加油站站长须请专业技术人员对设备状况进行评估，并报上级公司审批，进行报废和更新，并做报废记录放入设备技术档案。
第二节加油机第一百七十八条完好标准1. 运转正常，性能良好( 1 ) 流量符合加油机额定流量，能满足加油需要。
( 2 ) 计量准确(误差在±0.3％之内)，数字显示清晰。
( 3 ) 机电和泵温度无异常。
( 4 ) 运转平稳无杂音。
( 5 ) 计量器和泵的轴封无渗漏。
2. 机件无损，质量合格( 1 ) 计数器转动平稳，回零机构动作迅速，无阻滞。
( 2 ) 机电和油泵的传动皮带完好；油气分离器和过滤器性能良好，排气管无损并畅通。
( 3 ) 泵的安全阀压力正常，动作灵便。
( 4 ) 加油机内灯具完好，照明效果好。
( 5 ) 加油机铅封完好。
3. 主体整洁，零附件完备( 1 ) 基础、机座坚固完整，地脚螺栓及各部连接螺栓应满扣、整齐、紧固。
( 2 ) 加油机外观无锈蚀、无明显渗漏，漆面完好。
( 3 ) 进油管线和付油胶管连结良好，管线、管件不渗不漏。
( 4 ) 加油枪灵便好用，过滤网清洁、无破损。
( 5 ) 电动机外壳接地良好，接地电阻不大于4Ω，加油胶管两端电阻值不大于5Ω。
操作系统第5章设备管理
第5章 设备管理
5.1 概述 5.2 I/O控制 5.3 I/O软件层次 5.4 缓冲管理 5.5 设备分配 5.6 磁盘调度和管理
操作系统第5章设备管理
5.1 概述
5.1.1 设备分类 5.1.2 设备控制器 5.1.3 设备通道
操作系统第5章设备管理
设备的种类和数量越来越多，结构也越来越复杂， 为了管理上的方便，通常按不同的观点，从不同的角 度对设备进行分类。
1
300
2000
0
250
1850
1
250
720
操作系统第5章设备管理
3．通道方式处理过程
⑴ 当进程要求设备输入数据时，CPU发出启动指令， 并指明要进行的I/O操作、使用设备的设备号和对应的 通道。
⑵ 通道接收到CPU发来的启动指令后，把存放在内 存的通道处理程序取出，开始执行通道指令。
⑶ 执行一条通道指令，设置对应设备控制器中的控 制状态寄存器。
操作系统第5章设备管理
第5章 设备管理
5.1 概述 5.2 I/O控制 5.3 I/O软件层次 5.4 缓冲管理 5.5 设备分配 5.6 磁盘调度和管理
操作系统第5章设备管理
5.3 I/O软件层次
5.3.1 I/O软件的目标 5.3.2 I/O中断处理程序 5.3.3 I/O设备驱动程序 5.3.4 与设备无关的I/O软件 5.3.5 用户空间的I/O软件
操作系统第5章设备管理
2. 局部总线(Local Bus) 1) VESA(Video Electronic Standard Association)总线 2) 2) PCI(Peripheral Component Interface)总线
第五章 设备管理器
七、打印机 1、一台电脑允许安装多台本地或网络打印机，但同一 时刻只有一台打印机是默认打印机。 2、安装打印机：开始菜单→“设备和打印机”→添加 打印机。则可添加本地或网络打印机。（注：带USB 接口的打印机不需要手动安装，因其支持即插即用） 3、安装本地打印机时通常需要选择“打印机端口”、 选择打印机型号、输入打印机名称等步骤。安装完成 后可单击“打印测试页”按钮进行测试。
三、程序兼容性设置。 1、如果某个程序是针对老版本的Windows系统开发的，那么在新 的操作系统上运行时可能会出现不兼容现象，此时用户可尝试使 用Windows的兼容模式来运行该程序。 2、手动选择兼容模式：右击程序的快捷方式，从快捷菜单中选 择“属性”命令→在“属性”对话框中选择“兼容性”选项卡→ 勾选中“以兼容模式运行这个程序→在下拉列表框中选择某种兼 容模式。如果用户想让该设置对所有用户都有效，可单击“更改 所有用户的设置”来完成相应的设置。 3、系统自动选择兼容模式：如果用户不知道软件的兼容模式， 可以让系统自动查找和设置该软件的兼容模式。右击应用程序快 捷方式图标，在快捷菜单中选择“兼容性疑难解答”命令，系统 将开始自动检测程序兼容性问题，检测完成后，选择“尝试建议 的设置”按钮。再按提示一步步完成设置。
3、更新驱动程序：通过更新驱动程序，可完善计算机的硬件性 能。要更新驱动程序，可从“设备管理器”窗口中完成，打开 “设备管理器”可用以下方法。 （1）控制面板→设备管理器（按图标）或控制面板→硬件和声音 （按类别）→设备管理器，可打开设备管理器窗口。 （2）右击“计算机”图标，从快捷菜单中选择“设备管理器” （3）在“设备管理器”窗口中可从以下方法来更新驱动程序 ① 选中需更新驱动程序的设备，从“操作”菜单中选择“更新驱 动程序软件”命令。 ② 选中需更新驱动程序的设备，从快捷菜单中选择“更新驱动程 序软件”命令。 ③ 双击设备（或右击设备，从快捷菜单中选择“属性”命令）， 从打开的设备属性对话框中选择“驱动程序”选项卡，单击“更 新驱动程序”按钮。 注：如果更新了驱动程序，设备不能正常使用，可从设备属性对 话框中的“驱动程序”选项卡单击“回滚驱动程序”按钮，将驱 动程序回滚到以前安装的驱动程序。
实验室管理第五章实验室设备器材管理PPT课件
制和执行。 3 、各使用部门负责计量仪器的安装、使用、保养、日常校正、
异常反馈和定期送检
计划管理
仪器采购可行 性计划的编制 与审批、仪器 设备的选型和 论证、计划实 施、调整与变 更、检查与评 估。
标识 剧毒化学品 强腐蚀性化学品 一般化学品 专人管理 领用记录 药品配制
废弃药品处理
存放：普通的化学试剂按照无机物、有机
物、指示剂、培养基等分层存放；危险品试 剂要单独设铁板专柜存放于阴凉通风处，并 建立危险试剂管理档案，专人上锁管理，严 禁外流。
药品配制：标定标准溶液需两人进行，
分别各做四平行样，取平均值作为结果，每 人四次平行测定结果极差相对值不得大于重 复性临界极差[CrR95(4)]的相对值0.15%， 两人共八次测量结果的极差相对值不得大于 重复性临界极差[CrR95(4)]的相对值0.18%。
2.食品企业实验室仪器管理
备件管理计划（生产部车
间主任、维修工）
生产部设备管理
备件管理计划
否
审核
生产设备备件由生产主管或维修组长上 报设备管理员，经过设备管理员整理备件计 划上报设备部进行审核，审核通过交采购部 进行采购，采购回来备件由设备主管进行验 收，合格进行入库、登记、保存、发放
六、实验室管理评价
不符合检测和校正工作的控制
实验室应通过实施质量方针和目标，应用审核结果、数据分析、
纠正措施和预防措施组成的循环式管理评审模式来持续改进实
验室管理体系的有效性。
数据分析
五大基本 内容
调查原因 纠正措施的选择和实施
执行监控和附加审核
设备管理PPT课件
中断驱动方式可以成百倍地提高CPU的利用率。
2021/7/28
1313
分析
同前相比，CPU利用率大大提高。
缺点：每台设备每输入输出一个字节的数据都有一次中断。如 果设备较多时，中断次数会很多，使CPU的计算时间大大减 少。
为减少中断对CPU造成的负担，可采用DMA方式和通道方式。
2021/7/28
继续对该标志进行测试，转2，为0表示输入机已将输入数据 送入控制器的数据寄存器中，转3 3、 把数据从数据缓冲区中读走，并置busy为1。
所谓“程序循环测试”的数据传输方式，就是指用户进程使 用启动设备后，不断地执行测试指令，去测试所启动设备的 状态寄存器。只有在状态寄存器出现了所需要的状态后，才 停止测试工作，完成输入/输出。忙----0
在程序I/O方式中，由于CPU的高速性和I/O设备的低 速性， 致使CPU的绝大部分时间都处于等待I/O设备完成 数据I/O的循环测试中， 造成对CPU的极大浪费。在该方 式中，CPU之所以要不断地测试I/O设备的状态，就是因 为在CPU中无中断机构， 使I/O设备无法向CPU报告它已 完成了一个字符的输入操作。
2021/7/28
2121
2.I/O系统层次及功能
用户层软件 设备独立性软件 设备驱动程序 中断处理程序
实现与用户交互的接 口，产生I/O请求
负责实现与设备驱动器的统一接口、 设备命名，设备的保护，设备的分
配与释放，缓冲等。
与硬件直接相关，负责具体实现系 统对设备发出的操作指令，驱动
I/O设备工作的驱动程序
设备； ④ 缓冲管理，即对字符设备和块设备的缓冲区进行
有效的管理， 以提高I/O的效率；⑤ 差错控制。I/O操作中，
大多数错误都与设备有关，所以主要由设备驱动程序处理，
新版GMP实务教程__第五章_设备管理
使用管理
操作培训 规范操作 设备编号 状态标志 使用记录
清洁管理 维修管理
使用管理
操作培训 规范操作 设备编号 状态标志 使用记录
清洁管理 维修管理
设备编号原则如下： （1）设备编号基本体现所属的使用部门； （2）用于同一剂型和规格的设备在编号中能体现统一性； （3）设备编号能表现集群型设备特点。
使用管理
操作培训 规范操作 设备编号 状态标志 使用记录
清洁管理 维修管理
设备的清洁内容一般为清洁、消毒、灭菌、干燥等。 ♥ 清洁方式常可分为就地清洁、移动清洁和混合清洁。 ♥ 移动清洁又可分为整机移动清洁和拆卸式移动清洁。 ♥
使用管理
操作培训 规范操作 设备编号 状态标志 使用记录
ห้องสมุดไป่ตู้
档案内容包括： （1）设备编号、设备名称、型号、规格、生产能力、生产厂家； （2）设备图纸、说明书、随机附件、易损件、验收文件、工具清 单、等技术资料、装箱单、拆箱单。 （3）安装位置、施工图； （4）运行记录、检修、维护、保养记录、设备改造记录； （5）验证记录； （6）事故记录； （7）对所有管线，特别是隐蔽工程，应绘制水、电、气（汽）、 真空、冰盐水冷冻、空调、空气净化系统图。
设备管理包括选型设计、购入或加工、安装、调试、校准、运行、使用、检修、维护、 保养、调拨，到鉴定、报废的全过程管理。 ♥ ☞
设备管理组织
管理组织 管理职责 管理档案
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设备管理原则
保障安全原则 满足生产工艺原则 保障生产原则 方便操作和维护原则 有利于洁净原则
课程《药品生产质量管理技术》 教材：新版GMP实务教程
第五章 设备管理
制药工程学院
内容提要：
操作系统 第五章 设备管理
第1-8页
青岛科技大学信息科学技术学院
I/O设备分类
1) 按设备的使用特性分类
2) 按传输速率分类
3) 按信息交换的单位分类
4) 按设备的共享属性分类
第1-9页
青岛科技大学信息科学技术学院
1）按设备的使用特性分类
第1-13页
青岛科技大学信息科学技术学院
计算机外围设备的分类
第1-14页
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5.1.3 设备控制器
设备控制器：是CPU和I/O设备之间的接口， 接收从CPU发来的命令，并去控制I/O设备 工作，以使CPU从繁琐的设备控制事务中 解脱出来。 可控制一个或多个I/O设备。
第1-29页
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DMA控制器中设置的寄存器
(1) 命令/状态寄存器(CR)：接收从CPU发来的I/O命 令，或有关控制信息，或设备的状态。 (2) 内存地址寄存器(MAR)：
输入时，存放把数据从设备传送到内存的起始目标地址； 输出时，存放由内存到设备的内存源地址。
第1-28页
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5.2.3直接存储器访问(DMA)I/O控制方式
直接存储器访问控制方式（Direct Memory Access control ）：
数据传输的基本单位是数据块； 外围设备和内存之间开辟直接的数据交换通道; 仅在传送一个或多个数据块的开始和结束时， 才，需要CPU干预，整块数据的传送在DMA控制 器的控制下完成。
传送 完成？ 完成 下一条指令
读D 控制 MA 器的状态
下一条指令 (c) DMA 方式
第五章 郑州轻工业学院计算机操作系统—— 设备管理-考研
必须互斥地访问独占设备。
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§5.1 设备管理概述
（2）共享设备：指在一段时间内允许多个进程同时
访问的设备。显然，共享设备必须是可寻址的和
可随机访问的设备，典型的共享设备是磁盘。
（3）虚拟设备：指通过虚拟技术将一台独占设备变 换为若干台供多个用户（进程）共享的逻辑设备。 一般可以利用假脱机（SPOOLing）技术实现虚拟 设备。
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§5.2 I/O 控制方式
5.2.4 通道控制方式
通道控制(channel control)方式与DMA方式相类似，也是一 种以内存为中心，实现设备和内存直接交换数据的控制方式。
5、以后OS调度A运行时，A从M处取数据处理。
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设置AR和DC初值
启动DMA传送命令
挪用存储器周期传送 数据字 存储器地址增 1 字计数寄存器减 1
在继续执行用户 程序的同时,准 备又一次传送
DC ＝0 ? 是 请求中断
否
图 5-9 DMA方式的工作流程
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§5./O 控制方式
§5.1 设备管理概述
CPU与控制寄存器的通信方式:
(1) I/O独立编址
每个控制寄存器分配一个I/O端口号（8位或16位整数），使
用专门的I/O指令，CPU可以读/写控制寄存器。分配给系统中
所有端口的地址空间是完全独立的，与内存的地址空间没有 关系。
优点和缺点:
外部设备不占用内存的地址空间;程序设计时，易于区分是对 内存操作还是对I/O端口操作,但对I/O端口操作的指令类型少，
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【思考题】（2000年高程试题）从供选择的答案中，选出应填入下面叙述中
第5章-设备管理-习题
第5章设备管理5.4习题5.4.1 基本题一．判断题(正确的在括号中记√,错误的记×)1.磁盘比磁鼓更适合用作分页设备。
( )2.当平均队列较小时,所有磁盘调度算法都退化为FCFS算法。
( )3.与CPU相比,通道处理I/O的功能较强,但价格较高。
( )4.在SPOOLing系统中,对用户进程的设备申请,系统将物理字符设备按时间片方式分配给用户进程使用。
( )5.磁盘是共享设备,所以每一时刻可有若干个进程同时与它交换信息。
( )6.一个盘块的物理地址由三个参数唯一确定的,它们是柱面号、盘面号和扇区号。
( )7.公用缓冲区方式通常采用缓冲池。
( )8.扇区排队算法只能用于固定头设备。
( )9.设备独立性是指系统具有使用不同设备的能力。
( )10.移臂调度的目标是使磁盘旋转周数最小。
( )二．选择题1.从资源分配角度看,外设可分为若干种,其中不包括_________。
A.虚拟设备B.物理设备C.独占设备D.共享设备2.在一般大型计算机系统中,主机对外围设备的控制可通过通道、控制器和设备三个层次来实现。
下述的叙述中正确的叙述是___________。
A.控制器可控制通道,设备在通道控制下工作。
B.通道控制控制器,设备在控制器控制下工作。
C.通道和控制器分别控制设备。
D.控制器控制通道和设备的工作。
3.引入缓冲的主要目的是________________。
A.改善CPU和I/O设备之间速度不匹配的情况B.节省内存C.提高CPU的利用率D.提高I/O设备的效率4.下面关于设备属性的论述中,正确的论述是________。
A.字符设备的一个基本特征是可寻址的,即能指定输入时的源地址和输出时的目标地址。
B.共享设备必须是可寻址的和随机访问的设备。
C.共享设备是指在同一时刻允许多个进程同时访问的设备。
D.在分配共享设备和独占设备时,都可能引起进程死锁。
5.在I/O设备控制的发展过程中,最主要的推动因素是__________。
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一、选择题1、在一般大型计算机系统中，主机对外围设备的控制可通过通道、控制器和设备三个层次来实现，从下述中选出一条正确的叙述。
（1）控制器可控制通道，设备在通道控制下工作（3）通道控制控制器，设备在控制器下工作（2）通道和控制器分别控制设备（4）控制器控制通道和设备的工作2、从下面关于设备属性的论述中，选择一条正确的论述。
（1）字符设备的一个基本特征是可寻址的，即能指定输入时的源地址和输出时的目标地址（2）共享设备必须时可寻址的和随机访问的设备（3）共享设备是指在同一时刻允许多个进程同时访问的设备（4）在分配共享设备和独占设备时，都可能引起死锁。
3、通道时一种特殊的( A ),具有（B）能力。
主机的CPU与通道可以并行工作，并通过( C )实现彼此之间的通讯和同步。
A: (1)I/0设备；（2）设备控制器；（3）处理机（4）I/O控制器B: (1) 执行I/O指令集(2) 执行CPU指令集（3）传输I/O命令（4）运行I/O进程C: (1) I/O指令（2）I/O中断（3）I/O 指令和I/O中断（4）操作员4、在I/O设备控制的发展过程中，最主要的推动因素是（A）。
提高I/O速度和设备利用率，在OS中最主要依靠（B）功能。
使用户所编制的程序与实际使用的无力设备无关是由（C）功能实现的。
A: (1)提高资源利用率（2）提高系统吞吐量（C）减少主机对I/O控制的干预（5）提高CPU与I/O设备的并向操作程度。
B,C:(1)设备分配（2）缓冲管理（3）设备管理（4）设备独立性（5）虚拟设备5、磁盘属于（A），其信息的存取是以（B）为单位的；磁盘的I/O控制主要采取（C）方式；打印机的I/O控制主要采取（D）方式。
A: (1)字符设备（2）独占设备（3）块设备（4）虚拟设备B: (1)位(2)字节（3）帧（4）固定长数据块C、D: (1) 程序I/O方式（2）程序中断（3）DMA (4)SPOOLing6、在程序I/O方式中，对于输出设备，准备就绪是指（A）A: (1) 输出缓冲区已空(2) 输出缓冲区已有数据（3）输出设备已开始工作（4）输出设备已收到I/O指令。
7、在利用RS-232接口进行通信时，其通信速率为9.6kb/s，如果在通信接口中仅设置了一个8位寄存器作为缓冲寄存器，这意味着大约每隔（A）的时间便要中断一次CPU，且要求CPU必须在（B）时间内予以响应。
A,B: （1）80 μs (2) 0.1ms (3) 0.8ms (4) 1ms (5) 8ms8、假定把磁盘上一个数据块中的信息输入到一单缓冲区的时间T为100μs，将缓冲区中的数据传送到用户区的时间M为50μs，而CPU对这一块数据进行计算的时间C为50μs，这样，系统对每一块数据的处理时间为（A）;如果将单缓冲改为双缓冲，则系统对每一块数据的处理时间为（B）A,B: （1）50μs （2）100μs （3）150μs （4）200μs （5）250μs9、操作系统中采用缓冲技术的目的是为了增强系统（A）的能力：为了使多个进程能有效地同时处理输入和输出，最好使用（B）A: (1)串行操作（2）并行操作（3）控制操作（4）中断操作B: (1)缓冲池(2) 单缓冲（3）双缓冲（4）循环缓冲10、为了对缓冲池中的队列进行操作而设置了互斥信号量MS[type]和资源信号量RS[type],相应地，两个操作过程Getbuf和Putbuf的描述如下：Procedure Getbuf(type) procedure Putbuf(type,n)Begin begin(A); (B);(B); Addbuf(type,n)B(n):=Takebuf(type); (C);( C)；（Ｄ）；ｅｎｄ；ｅｎｄ；Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ：（１）wait（ＭＳ［type ］）；（２）signal（ＭＳ[type]）;(3) wait(RS[type]); (4)signal(RS[type]).11、从下面关于设备独立性的论述中选一条正确的论述。
（1）设备独立性是指I/O设备具有独立执行I/O功能的一种特性。
（2）设备独立性是指用户程序独立于具体使用的物理设备的一种特性(3) 设备独立性是指能独立实现设备共享的一种特性（4）设备独立性是指设备驱动程序独立于具体使用的物理设备的一种特性12、在单用户系统中可为（A）设置一张逻辑设备表，在多用户系统中应为（B）设备一只狗你逻辑设备表。
A,B: （1）整个系统（2）每个用户（进程）（3）每种逻辑设备（4）每种物理设备13、为实现设备分配，应为每隔设备设置一张（A），在系统中配置一张（B）；为实现设备独立性，系统中应设置一张（C）.A,B: （1）设备控制表（2）设备控制器表（3）系统设备表（4）设备分配表C: (1) 设备开关表（2）I/O请求表（3）逻辑设备表（4）设备分配表。
14、从下列关于虚拟设备的论述中选择一条正确的论述（1）虚拟设备是指允许用户使用比系统中具有的物理设备更多的设备（2）虚拟设备是指允许用户以标准的方式使用物理设备（3）虚拟设备是指把一个物理设备变成多个对应的逻辑设备（4）虚拟设备是指允许一年过后程序不必全部装入内存就可以使用系统中的设备15、SPOOLing是对脱机I/O工作方式的模拟，SPOOLing系统中的输入井是对脱机输入中的（A）进行模拟，输出井是对脱机输出中的（B）进行模拟，输入进程是对脱机输入中的（C）进行模拟，输出进程是对脱机输出中的（D）进行模拟。
A,C: (1) 内存输入缓冲区（2）磁盘（3）外围控制机（4）输入设备B,D: （1）内存输出缓冲区（2）磁盘（3）外围控制机（4）输出设备16、从下列有关SPOOLing系统的论述中，选出两条正确的叙述（1）构成SPOOLing系统的基本条件是具有外围输入机和外围输出机(2) 构成SPOOLing系统的基本条件是只要具有大容量、高速磁盘作为输入井和输出井。
（3）构成SPOOLing系统的基本条件是只要操作系统中采用多道程序技术(4) SPOOLing建立在分时系统中（5）SPOOLing是虚拟存储技术的体现（6）SPOOLing系统是在用户程序要独缺数据时启动输入进程输入数据（7）当输入设备忙时，SPOOLing系统中的用户程序暂停执行，待I/O空闲时再被唤醒，去执行操作（8）SPOOLing系统实现了对I/O设备的虚拟，只要输入设备空闲，SPOOLing可预先将输入数据从设备传送道输入井中供用户程序随时读取。
（9）在SPOOLing系统中，用户程序可随时将输出数据传送到输出井中，待输出设备空闲时再执行数据输出操作。
17、从下列论述中选出一条正确的论述(1) 在现代计算机系统中，只有I/O设备才是有效的中断源（2）在中断处理过程中，必须屏蔽中断（即禁止发生新的中断）（3）同一用户所使用的I/O设备也可以并向工作（4）SPOOLing是脱机I/O系统。
18、从下列关于驱动程序的叙述中，选出一条正确的叙述（1）驱动程序与I/O设备的特性紧密相关，因此应为每一个I/O设备配备一个专门的驱动程序（2）驱动程序与I/O控制方式紧密相关，因此对DMA方式应该以字节为单位去启动设备进行中断处理（3）由于驱动程序与I/O设备紧密相关，故必须全部用汇编语言来编写（4）对于一台多用户机，配置了相同的八个终端，此时可只配置一个有多个终端共享的驱动程序19、下列磁盘调度算法中，平均寻道时间最短，但容易产生饥饿现象的是（A）;电梯调度算法是指（B）;能避免磁臂粘着现象的算法是（C）A,B,C : (1) SSTF (2) FCFS (3)SCAN (4)CSCAN (5)FSCAN20、磁盘高速缓冲设在（A）中，其主要目的是（B）A: (1)磁盘控制器（2）磁盘（3）内存（4）CacheB: (1)缩短寻道时间（2）提高磁盘I/O的速度（3）提高磁盘空间的利用率（4）保证数据的一致性（5）提高CPU执行指令的速度21、从下列叙述中选出一条错误的叙述（1）虚拟设备是一种易失存储器，因此它通常只用于存放临时文件(2) 优化文件物理块的分布可显著地减少寻道时间，因此能有效地提高磁盘I/O的匹配（3）对随机访问的文件，可以通过提前读提高对数据的访问速度（4）延迟写可减少启动磁盘的次数，因此能等效地提高了磁盘I/O的速度。
22、在UNIX系统中，作为核心与驱动程序的接口是（A），其中每个表目含有相应类型设备驱动程序是（B）A: （1）系统设备表（2）设备控制表（3）逻辑设备表（4）设备开关表B: （1）字符串类型的函数名（2）各函数的入口地址（3）指向系统设备表的指针（4）指向设备控制表的指针（5）指向逻辑设备表的指针23、在UNIX系统中提供了三种写的方式，相应地提供了三种写的过程：启动磁盘后，在把缓冲区中的数据写入磁盘时，进程不需等待写操作完成就可以返回的过程，称为（A）；而需要等待写操作完成的过程称为（B）;而另一中写方式则并不真正启动磁盘，只是在缓冲区的首部打上某种标志后即可返回，称为（C）A,B,C: （1）write (2) bwrite (3) bawrite (4) bdwrite二、综合应用1、试说明I/O控制发展的主要推动因素2、试说明什么试中断，并给出CPU响应中断并进行中断处理的一般过程3、试说明中断I/O方式与DMA方式有什么不同4、假定T是从磁盘输入一块数据的时间，C是CPU对一块数据进行处理的时间，而M是将一块数据从缓冲区传送到用户区的时间，当一个用户进程要按顺序访问的方式处理大量数据时，请问在单缓冲和双缓冲的情况下，系统对一块数据的处理时间分别是多少？5、为解决I/O的瓶颈问题，可采用多通道的连接方式，试画出6个相同设备，通过3个控制器，2个通道实现多通路的连接图，如果允许用户按该类设备的类型号提出I/O请求，请给出该中方式下设备分配程序的流程图。
6、什么是虚拟设备，实现虚拟设备关键的技术是什么？7、SPOOLing系统由哪几部分组成？以打印机为例说明如何利用SPOOLing技术实现多个进程对打印机的共享。
8、假定磁盘有200个磁道，磁盘请求队列中是一些随机请求，他们按照到达的次序分别处于55、58、39、18、90、160、150、38、184磁道上，当前磁头在100号磁道上，并向磁道号递增的放心移动，请给出按FCFC、SSTF、SCAN及CSCAN算法进行磁盘调度时满足请求的次序，并计算出他们的平均寻道产度。
9、假定磁盘转速为20ms/圈，磁盘格式化时每个磁道被划分为10个扇区，今有10个逻辑记录（每个记录的大小刚好与扇区大小相等）存放在同一磁道上，处理程序每次从磁盘读出一个记录后话4ms 进行处理，现要求顺序处理这10个记录，若磁头现在正处于首个逻辑记录的始点位置。