计算机操作系统--设备管理
操作系统复习5_设备管理
第五章 设备管理设备管理的对象是：I/O 设备为主，包括设备控制器和I/O 通道；设备管理的基本任务是：完成用户I/O 请求、提高I/O 速度及提高I/O 设备利用率； 设备管理的主要功能是：缓冲区管理、设备分配 、设备处理、虚拟设备及设备独立性。
5.1 I/O 系统5.1.2 设备控制器－CPU 和I/O 设备的接口，解脱CPU ；可编址，含有多个设备地址，以连接多个设备。
1. 设备控制器的基本功能1) 接收和识别命令：接收CPU 命令存放于控制寄存器；命令译码 2) 数据交换： CPU(总线)<-->控制器(数据寄存器)<-->设备； 3) 标识和报告设备的状态：供CPU 了解；状态寄存器； 4) 地址识别：设备和寄存器地址；地址译码器5) 数据缓冲：用缓冲器暂存来自CPU 和I/O 设备的数据；6) 差错控制：对I/O 数据差错检测，并向CPU 报告，错误重发。
2. 设备控制器的组成1).设备控制器与处理机的接口—通信线路(三类)：数据线、控制线和地址线,数据线连接数据寄存器和控制/状态寄存器；2).设备控制器与设备的接口—连接多个设备，每个接口有数据、状态和控制三种信号； 3).I/O 逻辑—根据CPU 发来信号对设备控制。
CPU 启动设备时，将I/O 启动命令和地址分别通过数据线和地址线发送给控制器，由I/O 逻辑对地址进行译码，再根据所译出的命令对相应设备进行控制。
图 5-2 设备控制器的组成5.1.3 I/O 通道1.I/O 通道(I/O Channel)设备的引入数据寄存器控制/状态寄存器数据线I/O 逻辑…控制器与设备接口1控制器与设备接口i数据状态控制数据状态控制…地址线控制线CPU 与控制器接口控制器与设备接口虽然设备控制器能减少CPU 对I/O 的干预，但当外设很多时，CPU 负担仍很重。
为建立更独立的I/O 操作，在CPU 和控制器之间又增设了通道，其目的是将CPU 从繁杂的I/O 任务解脱出来。
计算机操作系统原理
计算机操作系统原理计算机操作系统是计算机系统中的核心软件之一，它负责管理和控制计算机硬件资源的分配和使用。
了解计算机操作系统的原理对于学习和理解计算机系统的工作方式至关重要。
本文将介绍计算机操作系统的基本原理，并详细列出步骤。
1. 操作系统概述：- 定义：操作系统是一种软件，用于管理和控制计算机系统中的硬件资源。
- 作用：提供用户与计算机系统之间的接口，协调和管理硬件和软件资源，为应用程序提供便捷的运行环境。
2. 操作系统的组成：- 内核：操作系统的核心部分，负责管理和控制计算机系统的各种硬件资源。
- Shell：操作系统与用户之间的接口，用户可以通过命令行或图形化界面与操作系统进行交互。
- 文件系统：用于存储和管理计算机系统中的文件和目录。
- 进程管理：负责协调和管理系统中的各个进程，包括进程的创建、调度、通信和终止等。
- 内存管理：负责管理计算机系统中的主存储器，包括内存的分配和释放、虚拟内存的管理等。
- 文件系统：负责管理计算机系统中的文件和目录，包括文件的创建、读写、删除等操作。
- 设备管理：负责管理计算机系统中的各种设备，包括输入输出设备和存储设备等。
3. 操作系统的基本原理：- 多道程序设计：操作系统能够在同一时间内并发执行多个程序，提高计算机系统的利用率和响应速度。
- 中断机制：操作系统通过中断机制来响应和处理外部设备的请求和异常情况。
- 内存管理：操作系统负责管理计算机系统中的主存储器，包括内存的分配和释放、虚拟内存的管理等。
- 进程管理：操作系统负责协调和管理系统中的各个进程，包括进程的创建、调度、通信和终止等。
- 设备管理：操作系统负责管理计算机系统中的各种设备，包括输入输出设备和存储设备等。
4. 操作系统的工作步骤：- 引导：计算机启动时，操作系统首先被加载到内存中，通过引导程序启动操作系统。
- 初始化：操作系统启动后会对计算机系统的各个硬件进行初始化，并建立系统数据结构。
操作系统基本概念
操作系统基本概念操作系统是指计算机系统中的核心软件，它是一组管理计算机硬件与软件资源、控制程序运行、提供用户接口、实现文件管理和网络通信等功能的程序集合。
操作系统的基本概念主要包括四个方面：进程管理、存储管理、文件系统和设备管理。
1.进程管理：进程是指正在运行的程序的实例，它是计算机系统中最基本的运行单位。
操作系统通过进程管理来控制和分配计算机系统中的资源。
进程管理包括进程的创建与撤销、进程状态的转换（就绪、运行、等待）、进程调度和进程间通信等。
进程调度是操作系统的核心功能之一，它决定了计算机系统中各个进程的运行顺序和调度策略。
常见的调度算法包括先来先服务（FCFS）、短作业优先（SJF）、最高优先级优先（PRIORITY）和时间片轮转（RR）等。
2.存储管理：存储管理是操作系统管理计算机的内存资源，它主要包括内存分配与回收、地址映射和内存保护等。
操作系统通过存储管理来实现程序的加载和运行、保护不同进程的内存空间和实现虚拟内存等功能。
内存分配与回收是存储管理的核心功能之一，它负责为不同的进程分配内存空间，以满足程序的运行需求。
常见的内存分配算法包括首次适应算法（FFA）、最佳适应算法（BFA）和最坏适应算法（WFA）等。
地址映射是操作系统将逻辑地址转换为物理地址的过程，它涉及到页表、分段表等数据结构来实现。
通过地址映射，操作系统能够为进程提供一致性的内存访问，实现虚拟内存等功能。
3.文件系统：文件系统是操作系统管理计算机存储设备上的文件和目录的方法，它通过文件、目录和文件操作来为用户管理和存储数据。
文件系统还提供了对文件的共享、保护和存取控制等功能。
常见的文件系统包括FAT、NTFS（Windows操作系统）、EXT2/3/4（Linux操作系统）等。
文件系统通过将文件组织为目录树的结构，方便用户对文件进行管理和存取。
文件操作是文件系统的核心功能之一，包括文件的创建、删除、读取和写入等。
文件系统通过文件操作接口提供给用户对文件的操作和访问。
计算机操作系统中的设备管理和驱动程序
计算机操作系统中的设备管理和驱动程序计算机操作系统中的设备管理和驱动程序是一项重要的任务，它们扮演着连接硬件设备和操作系统之间的桥梁角色。
设备管理负责分配和监控计算机系统的各种硬件资源，而驱动程序则负责向操作系统提供对特定硬件设备的控制和访问。
一、设备管理设备管理是计算机操作系统中的一个关键功能，它主要包括设备的分配、调度和监控。
设备管理的目标是高效地利用计算机系统的各种硬件资源，以满足用户的需求。
1. 设备分配设备分配是指将计算机系统的各种硬件设备分配给不同的任务和进程使用。
在多任务操作系统中，设备管理需要根据任务的需求和优先级来分配设备资源。
例如，如果一个任务需要使用打印机，设备管理会分配一台可用的打印机给该任务，并确保其他任务在需要时能够顺利使用打印机资源。
2. 设备调度设备调度是设备管理的一个重要任务，它负责决定各个任务对设备资源的访问顺序以及如何处理设备请求的冲突问题。
设备调度算法可以基于多种策略，例如先来先服务、最短作业优先或者优先级调度等。
通过合理的设备调度策略，可以提高计算机系统对设备资源的利用率和响应速度。
3. 设备监控设备监控是设备管理的重要组成部分，它负责监控计算机系统中各种设备的状态和运行情况。
通过设备监控，操作系统能够实时了解设备的可用性、工作状态以及错误信息，并及时采取相应的措施，例如重新分配设备资源或者提醒用户进行维护。
二、驱动程序驱动程序是计算机操作系统中的一个关键组件，它负责向操作系统提供对具体硬件设备的控制和访问能力。
每个硬件设备都需要有相应的驱动程序才能够被操作系统正确地识别和访问。
1. 驱动程序的功能驱动程序的主要功能是提供对硬件设备的底层控制和访问接口。
它通过操作硬件设备的寄存器、端口或者内存映射等方式与硬件进行通信。
驱动程序负责解析和执行与硬件设备相关的指令，并将相应的结果返回给操作系统。
2. 驱动程序的分类驱动程序可以按照硬件设备的类型进行分类。
常见的硬件设备包括显示器、键盘、鼠标、打印机、硬盘等。
操作系统的概念和功能
操作系统的概念和功能操作系统是计算机系统中最基本的软件之一，它是计算机硬件和应用程序之间的桥梁，负责管理和控制计算机硬件资源，并为应用程序提供运行环境。
操作系统具备多种功能，包括进程管理、内存管理、文件管理、设备管理和用户接口等方面。
一、概念操作系统是一种系统软件，它是计算机系统中最基本的软件之一、它位于计算机系统的最底层，是应用程序与计算机硬件之间的桥梁。
操作系统通过管理和控制计算机硬件资源，为应用程序提供运行环境，使计算机能够高效、可靠地运行。
二、功能1.进程管理：操作系统可以创建、调度和终止进程。
进程是指正在运行的程序的实例。
操作系统负责分配计算机资源给进程，并决定何时执行哪个进程。
它还负责进程间的通信和同步。
2.内存管理：操作系统负责管理计算机的内存。
它将可用的内存空间分配给进程，并处理内存的分配和释放。
操作系统还负责虚拟内存的管理，将内存的部分内容存储在硬盘上，以满足进程的需要。
3.文件管理：操作系统负责管理计算机上的文件和目录。
它提供了访问文件和目录的接口，允许应用程序打开、读取、写入和关闭文件。
操作系统还负责文件的存储和组织，以及文件的保护和安全。
4.设备管理：操作系统负责管理计算机的硬件设备。
它控制设备的启动和关闭，以及设备的输入和输出。
操作系统还提供了设备驱动程序的接口，使设备能够和应用程序进行通信。
5.用户接口：操作系统提供了用户与计算机系统之间的接口。
它可以是命令行界面，用户通过输入命令来控制计算机；也可以是图形用户界面，用户通过鼠标和键盘与计算机进行交互。
操作系统还提供了系统调用和应用程序接口，使应用程序能够利用系统的功能。
6.安全性和保护：操作系统负责保护计算机系统的安全和稳定。
它以多种方式防止未经授权的访问和恶意软件的运行。
操作系统还提供了用户认证和权限管理，以确保只有经过授权的用户才能访问系统资源。
7.故障处理和恢复：操作系统能够检测和处理硬件故障和系统错误。
它可以通过重启系统或自动恢复机制来恢复系统的正常运行。
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。
什么是计算机操作系统它的主要功能是什么
什么是计算机操作系统它的主要功能是什么计算机操作系统是一种软件，它负责管理和协调计算机硬件和软件资源，为用户提供方便、高效的计算环境。
计算机操作系统的主要功能包括文件管理、内存管理、进程管理、设备管理和用户接口等。
一、文件管理计算机操作系统通过文件管理功能来管理计算机中的各种文件。
文件管理的主要任务包括创建、删除、修改、查找和存储文件等。
操作系统通过文件系统来组织和存储文件，使得用户可以方便地访问和管理文件。
文件管理还包括文件权限控制、文件保护和文件共享等功能，确保文件的安全性和可靠性。
二、内存管理内存管理是操作系统的核心功能之一，它负责管理计算机的内存资源。
操作系统通过内存管理功能来分配和回收内存空间，为不同的程序和进程提供运行所需的内存空间。
内存管理还包括内存保护、内存共享和虚拟内存等功能，提高内存的利用效率和系统的性能。
三、进程管理进程管理是操作系统的重要功能之一，它负责管理和控制计算机中的进程。
操作系统通过进程管理功能来创建、调度、终止和同步进程，确保计算机系统中各个进程的正常运行。
进程管理还包括进程通信、进程调度和进程资源分配等功能，提高系统的并发性和响应性。
四、设备管理设备管理是操作系统的功能之一，它负责管理和控制计算机中的各种硬件设备。
操作系统通过设备管理功能来分配和控制设备资源，为进程和用户提供访问设备的接口和服务。
设备管理还包括设备驱动程序的开发和设备的故障处理等功能，提高设备的利用效率和系统的可靠性。
五、用户接口用户接口是操作系统的界面，它负责用户和操作系统之间的交互。
操作系统通过用户接口来接收和处理用户的请求，向用户提供操作系统的功能和服务。
用户接口可以有命令行界面、图形用户界面和Web 界面等形式，使得用户可以方便地操作和管理计算机系统。
综上所述，计算机操作系统是一种管理和协调计算机资源的软件，它的主要功能包括文件管理、内存管理、进程管理、设备管理和用户接口等。
操作系统的功能的实现，不仅为用户提供了方便和高效的计算环境，而且保证了计算机系统的安全性、可靠性和性能。
计算机系统管理操作规程与设备管理
计算机系统管理操作规程与设备管理一、引言计算机系统在现代工作环境中扮演着重要角色，其稳定和高效运行对企业的正常运作至关重要。
为了确保计算机系统的良好管理和设备的有效维护，制定一套操作规程和设备管理措施是必不可少的。
本文将详细介绍计算机系统管理操作规程以及设备管理的重要性和具体要求。
二、计算机系统管理操作规程1. 规范开机和关机程序为确保计算机系统的正常运行，开机和关机的程序应按照以下步骤进行：(1) 开机前检查电源、显示器、键盘等设备是否正常连接；(2) 按照指定顺序开启计算机系统；(3) 关机前先关闭所有运行的程序和文件，确保数据保存完整；(4) 按照规定的步骤关闭计算机系统。
2. 确保系统安全(1) 定期更新和安装系统和应用程序的安全补丁；(2) 安装安全防护软件，并定期更新病毒库；(3) 设置强密码，并定期更换密码；(4) 禁止非授权人员访问和更改系统设置。
3. 数据备份与恢复(1) 定期备份重要数据，并将备份文件储存在安全的地方；(2) 定期测试备份文件的有效性，确保能够正常恢复数据；(3) 灾难恢复计划，针对系统故障或灾难情况，建立有效的恢复计划。
4. 用户权限管理(1) 限制用户账号的权限，确保只有合适的人员可以进行特定操作；(2) 管理和审查用户账号，及时注销离职员工的账号；(3) 实施强制访问控制，只允许授权用户访问敏感信息。
三、设备管理1. 设备分类和登记(1) 将所有计算机设备进行分类，包括服务器、个人电脑、打印机等；(2) 编制设备登记册，记录设备的基本信息，包括设备型号、序列号、购买日期等；(3) 定期检查设备状态，清理设备内部灰尘，确保设备良好运行。
2. 设备维护与保养(1) 建立设备维护计划，包括定期清洁设备外壳、更换耗材、检查设备温度等；(2) 对于设备故障，及时维修或更换；(3) 提供合适的设备保养指南给用户，教育用户正确使用设备。
3. 设备报废与更新(1) 对于老旧设备，建立报废程序，包括设备清理、数据安全处理等；(2) 定期评估设备的性能和使用情况，制定合理的设备更新计划；(3) 对于设备更新，确保与系统要求兼容，同时进行测试和数据迁移。
计算机系统管理操作规程与移动设备管理
计算机系统管理操作规程与移动设备管理一、引言计算机系统管理操作规程与移动设备管理是为了确保组织内部计算机系统的安全、高效运行，并对移动设备的使用进行规范管理。
本文将详细介绍计算机系统管理操作规程及移动设备管理的重要性、目标、相关政策和操作指南。
二、计算机系统管理操作规程1. 安全管理1.1 保护计算机系统的安全- 限制物理和网络接入的权限，只授权有需求和合法需要的人员访问系统。
- 定期进行系统漏洞扫描和安全审计，确保系统的安全性。
1.2 密码安全- 强制要求用户定期更改密码，并且密码必须具备一定的复杂性。
- 禁止员工共享密码，并且密码不能与个人信息相关联。
1.3 防病毒与漏洞管理- 安装和维护防病毒软件，并定期进行更新和扫描。
- 及时修补系统和应用程序的漏洞，以防止潜在的入侵威胁。
2. 数据备份与恢复2.1 建立定期的备份计划- 确定关键数据和系统的备份频率和备份介质，如硬盘、云存储等。
- 确保备份的数据可以随时可靠地恢复。
2.2 恢复系统与数据测试- 定期进行系统和数据的恢复测试，以验证备份方案的可靠性。
3. 用户权限管理3.1 分配合适的权限- 根据用户所需的工作职责，分配合适的系统权限。
- 对管理员账户和敏感操作账户进行严格审核和监控。
3.2 定期审查权限- 定期审查已分配的权限，及时修正和更新权限，确保最小权限原则。
三、移动设备管理1. 安全策略制定- 制定明确的移动设备安全策略，包括密码策略、访问控制策略和数据传输策略等。
- 员工接收设备时应签署合规协议，明确其责任和义务。
2. 设备注册与追踪- 对所有移动设备进行注册和标识，确保设备能够追踪和管理。
- 离职员工的设备要及时注销，并清除设备上的公司数据。
3. 设备权限与加密- 限制员工仅访问必要的设备功能以及相关数据。
- 要求所有设备进行加密，以防止数据泄露和未经授权访问。
4. 应用程序安全- 限制员工仅能从官方应用商店下载应用程序，并禁止安装未经审核的应用程序。
计算机操作系统设备管理
计算机操作系统设备管理计算机操作系统是一种控制和管理计算机硬件和软件资源的系统软件。
在计算机操作系统中，设备管理是其中一个重要的部分，它负责管理计算机系统中的各种硬件设备，如磁盘、打印机、键盘、鼠标等。
设备管理的主要任务是对这些硬件设备进行有效地分配和控制，以满足用户的需求，提高系统的效率和性能。
设备管理的基本概念包括设备的抽象、设备的分配和设备的控制。
设备的抽象是指将设备的物理特性抽象成逻辑特性，使得用户和应用程序可以通过逻辑接口来访问设备，而不需要了解设备的具体硬件特性。
设备的分配是指对系统中的设备资源进行合理的分配和调度，以满足用户和应用程序的需求。
设备的控制是指对设备的操作和状态进行有效地控制和管理，以确保设备的正常工作和系统的稳定性。
在计算机操作系统中，设备管理主要包括设备的初始化、设备的分配和设备的控制三个方面。
设备的初始化是指在系统启动时对设备进行初始化和检测，以确保设备的正常工作。
设备的分配是指对系统中的设备资源进行分配和调度，以满足用户和应用程序的需求。
设备的控制是指对设备的操作和状态进行控制和管理，以确保设备的正常工作和系统的稳定性。
在设备管理中，有一些重要的技术和算法，如中断处理、设备驱动程序、设备分配算法、设备控制算法等。
中断处理是指当设备发生中断时，系统能够及时地响应和处理中断请求，以确保设备的正常工作和系统的稳定性。
设备驱动程序是指系统中的软件模块，用于控制和管理设备的操作和状态，以确保设备的正常工作。
设备分配算法是指对系统中的设备资源进行合理的分配和调度，以满足用户和应用程序的需求。
设备控制算法是指对设备的操作和状态进行控制和管理，以确保设备的正常工作和系统的稳定性。
在现代计算机操作系统中，设备管理已经成为其中一个非常重要的部分，它对系统的性能和效率有着重要的影响。
随着计算机系统的发展和硬件设备的不断更新，设备管理也面临着新的挑战和机遇。
未来，随着计算机系统和硬件设备的不断发展，设备管理将会变得更加复杂和智能化，以满足用户和应用程序对设备管理的需求。
Windows操作系统的设备管理
Windows操作系统的设备管理Windows操作系统被广泛应用于个人电脑、笔记本电脑和服务器等各种设备上。
在这些设备中，有许多硬件设备，如鼠标、键盘、摄像头等。
其他类型的硬件设备，如声卡、显卡和网卡，都需要设备管理器管理。
设备管理器是一个Windows操作系统的重要组件，用于管理系统中安装的所有硬件设备。
本文将讨论Windows操作系统设备管理器的功能和使用方法。
什么是设备管理器？设备管理器是一个Windows操作系统的工具，用于管理系统与计算机硬件设备之间的通信。
设备管理器执行多个操作，包括检测、安装、更新和卸载硬件设备，以及检查驱动程序的更新。
同时，设备管理器也是管理设备冲突和设备故障的基础。
设备管理器可以通过“设备状态”选项快速查看设备是否出现故障，以及其可用性状况。
如何打开设备管理器？打开设备管理器的方法很简单。
首先，单击“开始”按钮并输入“设备管理器”（允许几秒钟的搜索时间）。
然后，从搜索结果中选择“设备管理器”。
也可以通过键盘快捷键Win + R 打开运行命令框，并输入devmgmt.msc，然后单击“确定”按钮。
设备管理器的窗口将打开。
现在可以在这里查看系统中安装的所有硬件设备。
设备管理器的操作方法设备管理器窗口列出所有硬件设备的名称、类型、厂商、型号和状态等信息。
右键单击设备图标，可以打开可以执行的选项列表。
其中的一些选项包括：- 属性：此选项提供有关所选设备的详细信息。
包括设备类型、驱动器信息、供应商ID和机器ID等。
- 禁用：此选项将设备禁用，这将使设备暂时停止工作。
此选项有时可用于解决设备冲突。
- 卸载设备：此选项将彻底从系统中删除设备。
请注意，当卸载设备时，系统将要求您删除与设备关联的驱动程序。
请仔细检查设备并查看其是否需要。
- 更新驱动程序：此选项将搜索在线驱动程序库，以查找该设备的最新驱动程序。
如果驱动程序更新可用，将提示您进行下载和安装。
- 扫描硬件更改：此选项将扫描系统以查找对硬件设备的任何更改。
os操作系统
os操作系统操作系统（Operating System，简称OS）是计算机系统中的软件部分，它是计算机硬件与应用软件之间的桥梁和管理者，负责管理和控制计算机的硬件资源，为应用软件提供一个良好的运行环境。
操作系统的主要功能包括进程管理、内存管理、文件管理、设备管理和用户接口等。
一、进程管理操作系统通过进程管理来控制和分配计算机的处理器时间。
它负责创建、调度和终止进程，并提供进程间通信和同步的机制。
进程管理的目标是实现多道程序并发执行，提高系统的效率和资源利用率。
操作系统通过合理地分配处理器时间，使得多个程序可以同时运行，提高了系统的吞吐量和响应速度。
二、内存管理内存管理是操作系统的另一个重要功能。
操作系统通过内存管理来管理计算机的内存资源，包括内存的分配、释放、调度和保护等。
内存管理的主要目标是提高内存的利用率和系统的稳定性。
操作系统通过虚拟内存技术，将物理内存扩展为逻辑内存，为每个进程提供独立的地址空间，使得进程可以共享内存，提高了系统的并发性和资源利用率。
三、文件管理文件管理是操作系统用来管理和组织计算机存储设备中的文件的一种方式。
操作系统通过文件管理来创建、打开、读取、写入、修改和删除文件，以及为文件提供保护和恢复机制。
文件管理的主要目标是提供一个统一的接口，使得用户和应用程序可以方便地访问和操作文件。
操作系统通过文件系统来组织和管理文件，提高了数据的可靠性和访问效率。
四、设备管理设备管理是操作系统用来管理和控制计算机硬件设备的一种方式。
操作系统通过设备管理来控制和分配计算机的输入输出设备，包括磁盘、打印机、显示器、键盘等。
操作系统负责管理设备的分配、调度和控制，提供与设备的交互和通信的机制。
设备管理的主要目标是提高设备的利用率和系统的效率，减少设备的冲突和竞争。
五、用户接口用户接口是用户和操作系统之间进行交互的一种方式。
操作系统通过用户接口来提供用户友好的操作界面，使得用户可以直观地操作和控制计算机系统。
操作系统中的设备管理与驱动程序
操作系统中的设备管理与驱动程序操作系统中的设备管理与驱动程序在计算机系统中起着至关重要的作用。
设备管理涉及到对计算机硬件设备的有效控制和管理，而驱动程序则是用于让计算机操作系统与硬件设备进行有效通信和交互的软件模块。
本文将详细探讨操作系统中的设备管理与驱动程序的重要性、功能以及相关技术。
一、设备管理的重要性设备管理是操作系统的重要组成部分，它负责对计算机硬件设备进行有效的分配、协调和控制。
一个良好的设备管理系统可以保证计算机系统的高效运行以及对外设备的良好支持。
设备管理的重要性主要体现在以下几个方面：1.设备资源的有效利用：设备管理可以对计算机系统中的设备资源进行合理分配和调度，使得每个设备都可以在合适的时间被程序使用，充分发挥其性能。
2.实现并发操作：设备管理可以实现计算机系统中的并发操作，即多个程序同时访问多个设备。
通过设备驱动程序，操作系统可以对设备的访问进行控制和调度，从而保证多个程序之间的公平访问和资源分享。
3.提供标准接口：设备管理可以提供标准的设备接口，使得应用程序可以独立于具体硬件设备而编写。
这样一来，即使更换硬件设备，也不需要对应用程序进行修改，减少了开发和维护的工作量。
二、设备管理的功能设备管理的功能主要包括设备分配、设备驱动和设备状态管理。
1.设备分配：设备管理根据程序的需求来对设备资源进行分配。
它维护一个设备分配表，记录了每个设备的分配情况和使用状态。
当一个程序请求使用某个设备时，设备管理会检查该设备的分配表，确定是否有可用设备，并进行分配。
2.设备驱动：设备驱动是设备管理的核心部分，它负责处理和控制设备的各种操作。
驱动程序与设备的硬件接口相连，将操作系统的请求转换为硬件能够理解的指令，然后将设备的状态和结果返回给操作系统。
3.设备状态管理：设备管理负责跟踪和管理设备的状态信息，以便及时检测设备故障、资源利用率和性能等数据。
通过设备状态管理，操作系统可以监控设备的运行情况，并进行故障处理、统计分析和性能优化。
操作系统的设备管理了解操作系统如何管理计算机的硬件设备
操作系统的设备管理了解操作系统如何管理计算机的硬件设备操作系统的设备管理：了解操作系统如何管理计算机的硬件设备操作系统是计算机系统中的核心软件，其主要功能之一就是管理计算机的硬件设备。
设备管理是操作系统的重要组成部分，它负责对硬件设备的分配、控制和协调，确保各个设备能够高效地协同工作。
本文将介绍操作系统的设备管理原理和常见的设备管理技术。
一、设备管理的概述设备管理是操作系统的一个重要模块，它负责管理计算机系统中的各种硬件设备，包括输入设备、输出设备和存储设备等。
设备管理的主要目标是提高设备的利用率、减少设备冲突、提高系统的可靠性和可扩展性。
设备管理的核心任务包括设备分配、设备控制和设备协调。
设备分配是指根据用户的请求或者进程的需要，将设备分配给不同的用户或者进程使用。
设备控制是指对设备的操作和控制，包括设备驱动程序的加载、设备操作的调度和中断处理等。
设备协调是指多个设备之间的协同工作，确保它们能够按照既定的顺序和时序进行工作。
二、设备管理的基本原理设备管理的基本原理包括设备独占、设备共享和设备虚拟化。
1. 设备独占:设备独占是指在某一时间内，一个设备只能被一个用户或者一个进程独占使用。
这种方式适用于一些需要对设备进行原子操作的情况，确保设备的状态正确且一致。
然而，设备独占会导致设备利用率较低，因为在设备独占期间其他用户或者进程无法使用该设备。
2. 设备共享:设备共享是指一个设备可以同时被多个用户或者进程共享使用。
这种方式可以提高设备的利用率，减少设备冲突。
操作系统通过引入设备分配表、设备控制表等数据结构来记录和管理正在使用的设备，从而实现设备的共享使用。
3. 设备虚拟化:设备虚拟化是指通过软件技术将一个物理设备虚拟成多个逻辑设备，使得一个设备可以同时提供多个用户或者进程使用。
这种方式不仅提高了设备的利用率，还减少了设备的冲突。
设备虚拟化可以通过设备驱动程序的抽象层来实现，使得上层应用程序无需关注底层硬件的细节。
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
计算机操作系统的基本功能与管理
计算机操作系统的基本功能与管理计算机操作系统是指控制和管理计算机硬件与软件资源的一种软件。
它扮演着计算机系统中一个重要的角色，负责协调和管理硬件设备、文件系统、内存、处理器等各种资源，以提供稳定、高效、安全的计算环境。
下面将详细介绍计算机操作系统的基本功能与管理。
一、基本功能1. 进程管理进程管理是操作系统的核心功能之一。
它负责管理各个进程的创建、调度和终止的过程。
操作系统通过分配和释放CPU资源、为进程提供运行环境等方式，确保进程能够有序、高效地执行。
2. 内存管理内存管理是操作系统的另一个重要功能。
它主要负责管理计算机系统的内存资源，包括内存的分配、回收以及内存中的数据交换等。
操作系统通过虚拟内存技术，将物理内存和磁盘空间结合起来，实现对大容量数据的处理和快速访问。
3. 文件管理文件管理是操作系统为计算机用户提供的一个重要功能。
它负责管理文件的创建、存储、读写和删除等操作。
操作系统通过文件系统的组织和管理，保证用户能够方便地存储和访问文件，提高文件的安全性和可靠性。
4. 设备管理设备管理是操作系统的另一个核心功能。
它负责管理计算机系统的各种设备资源，包括输入输出设备、硬盘、打印机等。
操作系统通过提供设备驱动程序和设备控制接口，提供对设备资源的访问和控制，保证设备能够稳定、高效地工作。
5. 用户界面用户界面是操作系统与计算机用户之间的接口。
它负责将用户的命令和请求转化为计算机能够理解和执行的指令。
操作系统通过提供图形界面、命令行界面等不同的用户接口，使用户能够方便地与计算机进行交互。
二、管理步骤1. 进程管理步骤- 进程创建：操作系统根据用户的请求创建进程，分配所需资源。
- 进程调度：操作系统根据调度算法，选择合适的进程来获得CPU执行权限。
- 进程终止：当进程完成任务或发生错误时，操作系统终止进程并释放其占用的资源。
2. 内存管理步骤- 内存分配：操作系统根据进程的需要，分配合适的内存空间。
设备管理器在哪
设备管理器在哪设备管理器是计算机操作系统中的一个重要工具，用来管理和控制计算机系统中的硬件设备。
它可以帮助用户查看和管理计算机中已安装的硬件设备，并对设备进行更新、卸载、禁用等操作。
设备管理器在操作系统中扮演着一个重要的角色，下面将对其详细介绍。
设备管理器是操作系统中一个内置的工具，用于管理计算机硬件设备。
在Windows操作系统中，它通常可以通过以下几种方式找到：从开始菜单中选择“控制面板”，然后进入“系统和安全”选项卡，找到“设备管理器”；或者通过按下Windows键+R键，弹出运行窗口，输入“devmgmt.msc”并点击确定来直接打开设备管理器。
设备管理器的主界面一般会显示计算机中所有已安装的硬件设备，并按设备类型进行分类显示。
这些设备类型包括显示适配器、声音、视频和游戏控制器、人体学输入设备、网络适配器、处理器、系统设备等等。
用户可以通过点击展开菜单，查看更详细的信息。
通过设备管理器，用户可以查看设备的硬件ID、供应商ID、设备ID以及设备是否工作正常等信息。
如果某个设备出现问题，比如驱动程序有误、设备故障等，用户可以右键点击该设备，选择“更新驱动程序”进行驱动程序的更新，或者选择“卸载设备”将设备从计算机中移除。
此外，用户还可以选择“禁用”设备，使其在系统中暂停工作。
设备管理器还可以帮助用户查找并安装新的硬件设备驱动程序。
当用户插入一种新的硬件设备时，操作系统会自动检测并在设备管理器中显示该设备。
用户可以右键点击该设备，选择“更新驱动程序”来查找并安装相应的驱动程序。
这样，计算机系统就能正确识别和使用这个新设备。
在一些特殊情况下，设备管理器也可以用来诊断和解决硬件问题。
当计算机出现硬件故障时，用户可以打开设备管理器，查看设备状态是否正常。
如果某个设备显示黄色的感叹号，表示该设备出现问题。
用户可以右键点击该设备，选择“属性”来查看具体的错误信息，并尝试修复问题。
总之，设备管理器是计算机操作系统中的一个重要工具，用于管理和控制计算机系统中的硬件设备。
操作系统(设备管理)
• 主要内容包括:设备类型、设备标识、设备控制表指针
• 设备控制表指针存放该设备控制表的地址
★设备控制表（DCT）
• 每一个设备配置一张设备控制表 • 用于记录设备的特性及与I/O控制器连接的情况。
• 主要内容包括:设备标识、设备类型、设备状态、设备等 待队列指针、控制器指针
◆为了标识系统中的每一台具体设备，每一台设备还有一 个唯一的标识即物理设统通常为每一个用户设置一张逻辑设备表
逻辑设备名
CON LPT COM
物理设备名
6 3 2
驱动程序入口地址
20020 19020 1FC90
……
……
……
★设备驱动程序 接收IOCS发来的抽象命令，再把它转换为对设备 控制器的具体控制命令后，发送给设备控制， 启动设备去执行。 功能： ◆将抽象命令转换为具体控制命令 用户及IOCS不了解设备控制器的具体情况，只能 向它们发出抽象指令，设备控制器需要根据抽 象指令，决定做什么样的具体操作 ◆检查I/O请求的合法性 如果用户发出的是设备不能执行的操作，则认为 是非法操作，由设备驱动程序负责进行合法性 检查
◆了解设备的状态 设备控制器的状态寄存器，保存了设备的状态信 息，系统需要了解这些状态信息，以便启动该 设备 ◆传送其他参数 ◆启动I/O设备工作，进行数据传送 驱动程序在做好I/O准备工作后，向设备控制器通 知开始数据传送。
★中断处理程序
当I/O设备完成了I/O操作之后，控制器便向CPU发 出一个中断请求，CPU响应后，便转向中断处理程序
• （2）输入缓冲区和输出缓冲区：在内存中开辟的两 个存储区域。输入缓冲区暂存由输入设备送来的数据， 输出缓冲区暂存从输出井送来的数据
计算机操作系统设备管理
计算机操作系统设备管理
计算机操作系统的设备管理是管理计算机系统中的硬件设备的重要组成部分。
设备管理主要包括设备分配、设备释放、设备驱动程序管理和设备状态管理四个方面。
设备分配是指在系统启动时，管理程序将计算机系统中的各种硬件设备按照规则分配给各个用户或进程。
在分配设备时，需要考虑设备的类型、数量、性能以及用户对设备的使用需求。
设备的分配需要合理分配系统资源，避免资源的浪费和冲突。
设备释放是指在设备使用完毕后，将设备从用户或进程中释放出来，使得其他用户或进程可以继续使用该设备。
设备释放需要及时释放被占用的设备，以提高系统的设备利用率。
设备驱动程序管理是指管理设备的各种驱动程序，通过驱动程序来控制设备的工作。
驱动程序管理需要确保设备的驱动程序能够正常工作，提供给用户或进程可用的设备接口。
设备状态管理是指管理设备的工作状态，包括设备的空闲状态、使用状态、故障状态等。
设备状态管理需要及时监控设备的工作状态，以及时处理设备的故障和异常情况。
在计算机操作系统中，设备管理对于系统的性能和稳定性至关重要。
合理的设备管理可以提高系统资源的利用率，提高系统的响应速度和稳定性，保障用户或进程对设备的需求。
因此，设备管理需要综合考虑系统的硬件资源和用户的需求，合理分配和管理计算机系统中的各种硬件设备。
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设备与CPU或内存的数据交互
传送方式
程序直接控制 中断控制 DMA控制 通道控制 评价指标 速度快、数据不丢失、系统开销小
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程序直接控制
由用户进程直接控制内存与外部设备的数据传输 当用户进程需要数据时，它通过CPU发送“设备
启动命令”，用户进程进入测试等待状态; 在等待时间内CPU不断用一条测试指令检查设备
由于这种方式是依靠测试设备的状态寄存器 的状态位来控制数据的传输，所以，无法发 现和处理由于设备或其他硬件所产生的错误。
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7.2.2 中断方式
与程序直接方式不同，它是 1.当进程要求数据时，由CPU发出START命令，启动外设
准备数据。同时中断允许位打开。 2. 现运行进程放弃CPU，等待输入完成。进程调度程序
I/O设备 用来向计算机输入和输出信息的设备，如 键盘、鼠标、显示器、打印机等
2
7.1.1 外部设备分类
按系统和用戶分：系统、用戶
按输入输出传送方式分(UNIX或Linux系统)： 字符型设备、块设备
按资源特点分：独享设备、共享设备、虚拟 设备
按设备硬件物理特性分：顺序存取设备、直 接存取设备
选择一个新的进程在CPU上运行。 3. 当数据从相应的设备送到缓冲区后，由I/O控制器发
中断请求，CPU接到请求后，中断现运行进程，转中断 处理程序执行数据传输。 4. 在以后某个时刻，被中断进程由于获得了数据而继续 运行。
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中断方式的特点
1. 由于I/O控制器的数据缓冲寄存器比较小，装满数据 后发生中断，因此一次数据传输中会造成多次中 断，消耗大量的CPU时间。
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按输入输出传送方式分
字符型设备：以字符为单位进行输入、输出 的设备。每输入或输出一个字符就中断一次 主机CPU，请求进行处理。所以又称慢速字符 设备。
块设备：以字符块为单位进行输入、输出的 设备。例如：硬盘。
4
按资源特点分
独享设备：所有字符设备都是独享设备。在一个用户 作业未完成或退出之前，此设备不能分配给其他作业 用。
第七章 设备管理
第一节 概述 第二节 数据传送控制方式 第三节 中断技术 第四节 缓冲技术 第五节 设备分配 第六节 I/O进程控制 第七节 设备驱动程序
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7.1 概述
设备 除cpu及内存以外的所有设备和装置(I/O设 备，存储设备等)。
存储设备 用来存放各种信息的设备称为存储设备， 例如，软盘、硬盘、光盘和磁带等
仅在传送一个或多个数据块的开始和结束 时，才需CPU干预，整块数据的传送是在 控制器的控制下完成的
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7.2.4 I/O通道方式
需要使用一个专门的DMA控制器（DMAC， Direct Memory Access Controller）。 DMAC中有控制、状态寄存器、传送字节计 数器、内存地址寄存器和数据缓冲寄存器
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DMA方式
采用盗窃总线控制权的方法，由DMAC送出 内存地址和发出内存读、设备写或设备读、 内存写的控制信号来完成内存与设备之间 的直接数据传送，而不用CPU的干预。有 的DMA传送甚至不经过DMAC的数据缓冲寄 存器的再吞吐，传输速率非常高。
2. 由于系统中的设备较多，中断太多，会使CPU无法 响应中断，造成数据丢失。
3. 如果外部设备的速度也比较高，CPU不能及时取走 缓冲寄存器的数据，那么就会出现数据丢失。
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7.2.3 DMA方式
当需要传输大量数据时，程序I/O方式和中 断I/O方式都会浪费大量的CPU时间，因此， 需要一种更有效的技术处理大量数据的传输
顺序存取设备：存取时间与物理上当前 位置有关。如：磁带
直接存取设备：存取时间与物理上当前 位置关系不大。如：磁盘
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7.1.2 设备管理的任务
选择和分配输入输出设备 控制输入输出设备和CPU或内存之间的数据交
换。 为用户提供一个友好的接口，把用户和设备
硬件特性分开，使用户编程时不必关心设备 的物理特性。 尽量提高输入输出设备的利用率，发挥主机 与外设以及外设与外设之间的真正并行工作 能力。
打印机不能同时打印多个用户作业，否则输出结果将会混 在一起。
共享设备：多个用户作业或多个进程可以“同时”从 这些设备上存取信息。
软硬盘、光盘等块设备都是共享设备。
虚拟设备：通过软件技术将独享设备改造成共享设备。
例如：通过SPOOLing技术将一台打印机虚拟成多台打印机。 5
按设备硬件物理特性分
当传送完成后，DMA模块给处理器发一个中断信号。 因此，只有在开始传送和结束传送时才会用到处理器
System Bus
Processor
DMA Controller
I/O Controller
.....
I/O Controller
Memory
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DMA方式
DMA方式的特点：
作为高速的外围设备与内存之间进行成批 的数据交换，但不对数据作加工处理。数 据传输的基本单位是数据块，I/O操作的类 型比较简单
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7.1.3 设备管理的功能
提供与进程管理系统的接口，将进程要求传达 给设备管理程序。
按设备类型和算法分配设备，包括相应的通道、 设备控制器。对未分配到设备的任务或作业进 入等待队列。
实现设备和设备、设备和CPU之间的并行操作。 这需要一些硬件设备的支持。
进行存储缓冲区管理。
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7.2 数据传送控制方式
DMA(直接存储器存取)方式：当处理器希望 读或写一块数据时，它给DMA模块产生一条 指令，发送以下信息
涉及的I/O设备的地址 开始读或写的存储器单元 需要读或写的字数
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DMA方式
处理器然后继续其他工作，而把这个操作委托给DMA模 块，由该模块处理。
DMA模块直接从存储器中或者往存储器中传送整个数据 块，每次传送一个字。
的工作状态 当数据准备好后，状态寄存器的状态置为完成状
态，发出“Done”信号，开始向内存传送数据
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程序直接控制方式的特点
CPU和外部设备之间只能串行工作
CPU在一段时间只能与一台外部设备交换信息， 所以不能实现设备之间的并行工作
CPU的处理速度远远高于外部设备，所以 CPU的利用率大大降低。