I-O系统的硬件设备分配

1.1 设备分配原则与策略
2．设备分配策略 与进程调度相似，动态设备分配也是基于 一定的分配策略的。常用的分配策略有先 请求先分配、优先级高者优先分配策略等。
（1）先请求者先分配 （2）优先级高者为了对设备进行合理的分配，设备管理系统必须建立相 应的数据结构，这些数据结构用来记录设备、设备控制 器和通道的状态以及对它们进行控制所需要的信息。系 统在进行设备分配时所需的数据结构 主要有 设备控制表 （Device Control Table，DCT） 控制器控制表 （Controller Control Table，COCT） 通道控制表 （Channel Control Table，CHCT） 系统设备表 （System Device Table，SDT）
1.２设备分配的数据结构
图5-10给出这些数据结构的内容及相互间的关系。
1.3 设备的分配流程
根据设备分配的原则和策略，利用系统提供的设备 分配的数据结构，当进程提出I/O请求后，可按 图5-11所示的流程为进程分配设备。
5.5 I/O控制
5.5.1 I/O控制的概念 我们把从用户进程申请输入输出开始，给用 户进程分配设备和启动有关设备进行I/O操 作，以及在I/O操作完成之后响应中断，到 进行善后处理为止的整个系统控制过程称 为I/O控制。
操作系统
5.5.4 设备驱动程序
设备驱动程序包括了所有与设备有关的代码。每 一个设备驱动程序只处理一种设备或者一类密切相关 的设备。
设备驱动程序是驱动物理设备和DMA控制器或I/O 控制器等直接进行I/O操作的子程序的集合。
为了对驱动程序进行管理，系统中设置有设备开 关表（Device Switch Table，DST）。设备开关表中 给出相应设备的各种操作子程序的入口地址，例如打 开、关闭、读、写和启动设备子程序的入口地址。一 般设备开关表是二维结构，其中的行和列分别表示设 备类型和驱动程序类型。设备开关表也是I/O进程的一 个数据结构，I/O控制过程为进程分配设备和缓冲区之 后，可以使用设备开关表调用所需的驱动程序进行I/O 操作。
1.1 设备分配的原则与策略
设备分配方式有两种，即静态分配和动态分配。
静态分配 在作业级进行的，当一个作业运行之前由 系统一次分配满足需要的全部设备，这些 设备一直为该作业占用，直到作业撤消。 这种分配不会出现死锁，但设备的利用效 率较低。
1.1 设备分配原则与策略
动态分配
在进程运行的过程中进行的，当进程需 要使用设备时，通过系统调用命令向系统提 出设备请求，系统按一定的分配策略给进程 分配所需设备，一旦使用完毕立即释放。显 然这种分配方式有利于提高设备的使用效率， 但会出现死锁.
5.5.2 I/O控制的功能
I/O控制的流程与功能如图5-12所示。
I/O控制过程首先收集和分析调用I/O控制过程的原 因是来自外设的中断请求还是来自进程的I/O请求 ？然后分别调用不同的程序模块进行处理。
5.5.3 I/O控制的实现
一般采用三种方式实现I/O控制过程 分别描述如下：
１．作为请求I/O操作的进程的一部分实现。 ２．作为当前进程的一部分实现。 ３．I/O控制由专门的系统进程——I/O进程完成。
5.5.3 I/O控制的实现
I/O请求处理模块、设备分配模块、缓冲区管理 模块和中断原因分析、中断处理模块和即将介绍 到的设备驱动程序等都是I/O进程的一部分。 I/O进程也可分为三种方式实现： (1) 为每类设备设一专门的I/O进程，且该进程只能 在系统态下执行。 (2) 在整个系统中仅设一个I/O进程，全面负责系统 的数据传送工作。 (3) 为每类设备设一个专门的I/O进程，但该进程既 运行于用户态也可运行于系统态。
操作系统
设备分配
1.1 设备分配的原则与策略
1．设备分配原则
设备分配的原则是由设备特性、用户要求和系 统配置情况决定的。设备分配的总原则是既要充 分发挥设备的使用效率，尽可能使设备忙，又要 避免由于不合理的分配方法而造成进程死锁；另 外还要做到把用户程序和具体物理设备隔离开来， 即用户程序面对的是逻辑设备，由分配程序将逻 辑设备转换成物理设备后，再根据相应的物理设 备号进行分配。