第五章 设备管理
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。
第五章 设备管理答案
第五章设备管理一、单项选择题1、在操作系统中，用户在使用I/O设备时，通常采用（B ）。
A.物理设备名B.逻辑设备名C.虚拟设备名D.设备牌号2、操作系统中采用缓冲技术的目的是为了增强系统（D）的能力。
A.串行操作B. 控制操作C.重执操作D.并行操作3、操作系统采用缓冲技术，能够减少对CPU的（ A ）次数，从而提高资源的利用率。
A. 中断B.访问C. 控制D. 依赖4、CPU输出数据的速度远远高于打印机的打印速度，为了解决这一矛盾，可采用（C ）。
A.并行技术B.通道技术C.缓冲技术D.虚存技术5、缓冲技术用于（C ）。
A.提高主机和设备交换信息的速度 B 提供主、辅存接口C提高设备利用率D扩充相对地址空间6、通道是一种（ C ）。
A.I/O端口B.数据通道C.I/O专用处理机D.软件工具7、设备管理的主要程序之一是设备分配程序，当进程请求在内存和外设之间传送信息时，设备分配程序分配设备的过程通常是（A ）。
A、先分配设备，再分配控制器，最后分配通道B、先分配控制器，再分配设备，最后分配通道C、先分配通道，再分配设备，最后分配控制器D、先分配通道，再分配控制器，最后分配设备8、下列描述中，不是设备管理的功能的是（ C ）。
A．实现外围设备的分配与回收B．缓冲管理与地址转换C．实现按名存取D．实现I/O操作9、用户编制的程序与实际使用的物理设备无关是由（ D ）功能实现的。
A．设备分配B．设备驱动C．虚拟设备D．设备独立性10、SPOOLing技术利用于（B ）。
A.外设概念B.虚拟设备概念C.磁带概念D.存储概念11、采用SPOOLing技术的目的是（A ）。
A.提高独占设备的利用率B.提高主机效率C.减轻用户编程负担D.提高程序的运行速度12、采用假脱机技术的目的是（A ）。
A、提高外设和主机的利用率B、提高内存和主机效率C、减轻用户编程负担D、提高程序的运行速度13、假脱机技术一般不适用于（C ）。
【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 ☞
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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》
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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
第5章 设备管理练习
第五章设备管理一、名词解释题1.字节多路通道，数组选择通道，数组多路通道2.通道，设备控制器3.缓冲器，缓冲池二、单项选择题1.缓冲技术中的缓冲池在（）中。
A.内存B.外存C.ROMD.寄存器2.如果I/O所花费的时间比CPU处理时间短得多，则缓冲区（）。
A.最有效B.几乎无效C.均衡D.以上都不是3.CPU输出数据的速度远远高于打印机的打印速度，为了解决这一矛盾，可采用（）。
A.并行技术B.通道技术C.缓冲技术D.虚存技术4.通过硬件和软件的功能扩充，把原来独占的设备改造成能为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.用户设备D.虚拟设备5.通道又称I/O处理机，它用于实现（）之间的信息传输。
A.内存与外设B.CPU与外设C.内存与外存D.CPU与外存6.为了使多个进程能有效地同时处理输入和输出，最好使用（）结构的缓冲技术。
A.缓冲池B.循环缓冲C.单缓冲D.双缓冲7.如果I/O设备与存储设备进行数据交换不经过CPU来完成，这种数据交换方式是（）。
A.程序查询B.中断方式C.DMA方式D.无条件存取方式8.在中断处理中，输入／输出中断是指（）。
①设备出错②数据传输结束A.①B.②C.①和②D.都不是9.在采用SPOOLing技术的系统中，用户的打印结果首先被送到（）。
A.磁盘固定区域B.内存固定区域C.终端D.打印机10.设备管理程序对设备的管理是借助一些数据结构来进行的，下面的（）不属于设备管理数据结构。
A.JCBB.DCTC.COCTD.CHCT11.大多数低速设备都属于（）设备。
A.独享B.共享C.虚拟D.SPOOLing12.（）用作连接大量的低速或中速I/O设备。
A.数组选择通道B.字节多路通道C.数组多路通道13.（）是直接存取的存储设备。
A.磁盘B.磁带C.打印机D.键盘显示终端14.（）是操作系统中采用的以空间换取时间的技术。
A.SPOOLing技术B.虚拟存储技术C.覆盖与交换技术D.通道技术15.操作系统中的SPOOLing技术，实质是将（）转化为共享设备的技术。
《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 设备管理讲解
例题精讲自：1、典型的高速设备有（）。
A、磁带机、磁盘机、光盘机B、磁带机、磁盘机、键盘C、式打印机、激光打印机、鼠标D、键盘、鼠标、语音输入输出设备2、下面的四个选项中，不属于设备管理的功能的是（）。
A、实现外围设备的启动B、实现对磁盘的驱动调度C、存储空间的分配与回收D、处理外围设备的中断事件3、（）是CPU与I/O设备之间的接口，它接收从CPU发来的命令，并去控制I/O设备工作，使处理器从繁杂的设备控制事务中解脱出来。
A、中断装置B、通道C、逻辑D、设备控制器4、设备与CPU之间数据传送控制方式有四种，下面的四个选项中不属于这四种的是（）。
A、程序直接控制方式B、设备控制方式C、直接内存访问（DMA）方式D、通道控制方式5、根据使用方式，可将缓冲区设置成（）。
A、专用缓冲区和特殊缓冲区B、单缓冲区和多缓冲区C、专用缓冲区和通用缓冲区D、多缓冲区和缓冲池6、（）的基本含义是指应用程序独立于具体使用的物理设备。
A、设备独立性B、逻辑设备表C、物理设备表D、设备共享性7、下面关于独立设备和共享设备的说法中不正确的是（）。
A、打印机、扫描仪等属于独占设备B、对独占设备往往采用静态分配方式C、共享设备中的“同时使用”的含义指一个作业尚未撤离，另一作业即可使用，但每一时刻仍只有一个作业启动磁盘，允许它们交替启动D、对共享设备往往采用静态分配方式8、通道，按其传送数据的情况，分为三种类型：（）A、字节多路通道、字多路通道、数组多路通道B、字多路通道、选择通道、数组多路通道C、字节多路通道、字多路通道、选择通道D、字节多路通道、选择通道、数组多路通道9、通道程序是由一系列的（）构成的。
A、函数B、通道命令C、子程序D、过程10、下面四个选项中不属于SPOOLing系统的特点的是（）。
A、提高了内存的利用率B、提高了I/O操作的速度C、将独占设备改造为共享设备D、实现了虚拟设备功能填空题1、逻辑设备是（）属性的表示，它并不指某个具体的设备，而是对应于一批设备。
新版GMP实务教程 第五章 设备管理(2)
一、计量相关概念 校准 ♥ ☞ 测量仪器的检定 ♥ ☞ 计量 ♥ ☞ 测量 ♥ ☞ 量值 ♥ ☞ 计量 实现单位统一、量值准确可靠的活动。 量 ♥ ☞ 测量 通过实验获得并可合理赋予某一个或多量值的过程。 量值 用数和参数对象一起表示量的大小。 量的真值。 ♥ ☞
计量器具管理 计量器具管理的内容包括：选配、验收、纳管、使用、 周期校准、维修、报废。 选配 验收 纳管就是将购入仪器仪表由专门机构集中管 理，包括：编号；登记；标识校准状态；建立维 纳管 修履历；必要时，编制测量仪器操作说明书。 使用 周期校准 维修 报废♥ ☞
（1）落实责任制。 计量器具管理 （2）严格执行操作说明书，对使用者应进行培训、考核并正确 计量器具管理的内容包括：选配、验收、纳管、使用、 操作。 周期校准、维修、报废。 （3）定期维护，维护应在仪器仪表活动部位加润滑油，及时清 扫污秽，定期上防锈油，日常点检等。 选配 （4）避免不当的调整。 （5）防止搬运、储存时防止损坏或失效。 验收 （6）保持仪器仪表适合的环境条件。环境条件是影响测量结果 纳管 的重要因素，可根据测量设备制造商提供的说明书，配备适合的 环境条件，通常包括：温度、湿度；温度变化；照明；振动；灰 使用 尘；清洁度；电磁干扰等等。 周期校准 （7）按期送交校准。使用部门责任者应根据仪器上的校准标签， 在校准到期前一个月通知管理部门；使用部门和测量仪器管理部 维修 门应共同处理好测量仪器校准时期测量问题。如：备用测量仪器， 借用测量仪器，但均应保证测量仪器是合格的。 报废♥ ☞ （8）定期进行测量不确定度或误差分析。
依 据 校准规程 校准结果与不合格的处理 ♥ 结 论 误差数据 报 告 校准报告
第五章--设备管理
习题五单项选择题1. 以下关于计算机外围设备说法中错误的是（ D ）。
A·计算机外围设备可以分为存储型设备和输入输出型设备B·存储型设备可以作为主存储器的扩充，信息传输按块为单位C·输入输出型设备负责主存储器与外围设备间的信息传递，信息传输单位是字符D·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2. 如果I/O设备与存储设备进行数据交换不经过CPU来完成，这种数据交换方式是( C )。
A·程序查询 B·中断方式C·DMA方式 D·无条件存取方式3. 通道是一种 ( C )A·I/O端口 B·共享文件 C·I/O专用处理器 D·数据通道4. ( B )用作连接大量的低速或中速UO设备。
A·数据选择通道 B·字节多路通道C·成组多路通道 D·数据多路通道5. 通道是一种( C )。
A·I/O端口 B·数据通道C·I/O专用处理器 D·软件工具6. 下面有关通道和通道程序的说法中正确的是（ B ）。
A·通道是计算机系统中中央处理器与外围设备之间的一条连通道路B·一组通道命令组成一个通道程序存放在主存储器中，由通道地址字指示通道程序的首地址，由通道状态字指示其运行状态C·通道地址字是存放通道程序地址的一种寄存器D·通道控制中央处理器的输入输出处理7. 在通道结构中，操作系统启动和控制外围设备完成输入输出操作的过程（ A ）。
A·包括准备、启动I/O和结束处理三个阶段B·包括启动、选择通道和设备、控制设备处理输入输出操作和完成处理几个步骤C·包含启动I/O等特权指令，是一种访管中断，属于强迫性中断事件D·不属于“设备处理一致性”的处理方法8. 下面关于I/O中断描述中不正确的是（ D ）。
景区管理第五章景区设施设备管理
景区管理第五章景区设施设备管理景区设施设备管理是指景区管理部门对景区内各种基础设施、公共设施、游乐设施、交通设施等日常管理和维护工作的管理。
景区设施设备的良好管理和维护，不仅能够提高景区的形象和品质，还能够增强游客的游览体验，为景区的发展和长远经营奠定基础。
下面从以下四个方面介绍景区设施设备管理的重要性和具体措施。
一、保证景区设施设备的正常运行景区设施设备的正常运行是景区经营和管理的重要保障。
要保证景区设施设备的正常运行，需要定期对各种设备的维护和保养，及时处理设备故障，确保设备安全可靠且经济合理。
特别是对于游乐设施等需要经常检查的设备，应该明确检查频次和注意事项，制定专门的运作规章制度，加强维护队伍的技能培训，确保设施的安全和运行效率。
二、提高景区设施设备的使用效率景区设施设备的使用效率有赖于对其进行科学规划和优化配置。
应该考虑设施设备的旅游需求和游客流量等现实情况，制定合理的使用计划，严格按照计划进行使用，尽可能避免设备的浪费和闲置，提高设备的使用效率和经济效益。
同时，还要加强设备的维护和保养，及时修缮设施设备，避免因设施设备故障造成的游客流失和景区经济损失。
三、提高景区设施设备的安全性景区设施设备安全是保障游客人身安全的基本前提。
要保证景区设施设备的安全性，需要对设施设备的检查和维护质量进行监管，及时处理设备故障，设施设备维护人员要按时按规程进行维修保养。
对于游客更容易接触到的设备，如游乐设施等，要建立一套严格的测试和检查制度，再实施科学规范的操作，确保设施设备的安全。
四、提高景区设施设备的环保性随着社会经济的不断发展，人们对环境保护的意识越来越强。
景区设施设备管理，除了要注意设施设备的维护和管理之外，还要考虑设施设备的环保问题。
在维护设备设施的过程中，必须取得生态保护的目的，减少环境污染和生态破坏。
如，在游乐设施中，应当配置一定数量的环保垃圾桶，以便游客方便地对垃圾进行分装、分类和清理，逐步达到景区要求的环保标准。
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
☞ ☞
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
青岛科技大学信息科学技术学院
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
青岛科技大学信息科学技术学院
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
青岛科技大学信息科学技术学院
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
操作系统概论第5章设备管理习题及答案
操作系统概论第5章设备管理、单项选择题A. 可以有任意多个?B. 能限定几个C. 至少能有一个?D. 至多能有一个A. 逻辑记录?B. 物理块?C. 数据项?D. 字符3. 用户程序中用（）来提出使用设备的要求可以提高设备分配的灵活性。
A. 绝对号?B. 相对号?C. 设备类绝对号?D. 设备类相对号4. 对移动臂磁盘来说，在执行信息传输时把移动臂移到指定柱面所花费的时间称（间。
A. 寻找?B.延迟? 1磁盘是可共享的设备，因此每一时刻（ ）作业启动它。
2.启动磁盘后，对磁盘读/写信息的最小单位是（ ）。
）时C传送?D.读/写5.在磁盘执行信息传输操作所需花费的时间中，（置无关的。
）时间是与信息所在磁盘上的物理位A.传送?B.延迟?C.寻找?D.旋转6.对磁盘进行移臂调度的目的是缩短（）时间。
A.启动?B.传送?C延迟?D.寻找7.对磁盘进行旋转调度的目的是缩短（）时间。
A.启动?B.传送?C延迟?D.寻找&假定在磁盘格式化时把每个盘面划分成大小相等的 /圈，则10个扇区，磁盘的转速为20毫秒传送一块信息所需的时间为（）毫秒。
A. 2?B. 1?对磁盘进行移臂调度时，若采用（ ）调度算法则必须考虑移动臂的移动方向。
10.外围设备与主存储器之间的信息传输操作是由通道执行通道程序来完成的，通道程序 是由若干（）组成的。
A .条件码?B. 1/O 中断?C 转移指令?c. 20?D . 109. A . 先来先服务?B. 最短寻找时间优先C. 电梯?D . 扫描A . 通道命令字?B. 通道地址字C. 通道状态字?D . 通道控制字11•通道把通道程序的执行情况记录在（ ）中。
A . CAW ?B. CCWC. CSW ?D . PSW12.通道完成一次输人输出操作后，以（ ）方式请求中央处理器进行干预。
D.外部中断13.启动外围设备之前应根据用户要求组织好通道程序，通道程序应由（）来组织。
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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习题五单项选择题1. 以下关于计算机外围设备说法中错误的是（ D ）。
A·计算机外围设备可以分为存储型设备和输入输出型设备B·存储型设备可以作为主存储器的扩充，信息传输按块为单位C·输入输出型设备负责主存储器与外围设备间的信息传递，信息传输单位是字符D·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2. 如果I/O设备与存储设备进行数据交换不经过CPU来完成，这种数据交换方式是( C )。
A·程序查询 B·中断方式C·DMA方式 D·无条件存取方式3. 通道是一种 ( C )A·I/O端口 B·共享文件 C·I/O专用处理器 D·数据通道4. ( B )用作连接大量的低速或中速UO设备。
A·数据选择通道 B·字节多路通道C·成组多路通道 D·数据多路通道5. 通道是一种( C )。
A·I/O端口 B·数据通道C·I/O专用处理器 D·软件工具6. 下面有关通道和通道程序的说法中正确的是（ B ）。
A·通道是计算机系统中中央处理器与外围设备之间的一条连通道路B·一组通道命令组成一个通道程序存放在主存储器中，由通道地址字指示通道程序的首地址，由通道状态字指示其运行状态C·通道地址字是存放通道程序地址的一种寄存器D·通道控制中央处理器的输入输出处理7. 在通道结构中，操作系统启动和控制外围设备完成输入输出操作的过程（ A ）。
A·包括准备、启动I/O和结束处理三个阶段B·包括启动、选择通道和设备、控制设备处理输入输出操作和完成处理几个步骤C·包含启动I/O等特权指令，是一种访管中断，属于强迫性中断事件D·不属于“设备处理一致性”的处理方法8. 下面关于I/O中断描述中不正确的是（ D ）。
A·I/O中断是中央处理器和通道协调工作的一种手段B·当通道状态字中仅有通道结束、控制器结束和设备结束时，表示输入输出操作正常结束C·当通道发现有设备故障或设备特殊时就形成操作异常I/O中断事件D·通道根据I/O中断事件了解输入输出操作的执行情况，中央处理器借助I/O中断请求通道进行干预，因此I/O中断是中央处理器和通道协调工作的一种手段9. 操作系统中引入缓冲技术的目的是为了增强系统的( B )能力。
A·串行操作 B·并行操作 C·控制操作 D·中断操作10. 引入缓冲的主要目的是( Ａ )。
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/0设备的效率11. 下面是关于设备管理中缓冲区和缓冲池的描述，不正确的是( Ｂ )。
A·一个缓冲池包括多个缓冲区B·一个缓冲区可分成多个缓冲池C·系统中有多个缓冲区，仅有一个缓冲池D·缓冲区的作用是缓解快速的CPU与慢速的设备之间的矛盾12. 缓冲技术中的缓冲池在( Ａ )中。
A·主存 B·外存C·ROM D·寄存器13. CPU输出数据的速度远远高于打印机的打印速度，为了解决这一矛盾，可采用( Ｃ )。
A·并行技术 B·通道技术C·缓冲技术 D·虚存技术14. 为了便多个进程有效地同时处理输入和输出，最好使用( Ａ )结构的缓冲技术。
A·缓冲池 B·闭缓冲区环C·单缓冲区D·双缓冲区15. 独占设备指磁带机、打印机等设备，以下对其分配方式叙述中正确的是（Ｂ）。
A·独占设备一般不宜采用静态分配的策咯B·作业指定独占设备的方式包括直接指定设备绝对号和指定设备类与相对号两种C·指定绝对号的方式使设备分配的适应性好、灵活性强，用户程序中经常使用D·设备类表是设备分配的基本依据，它包括设备分配表和设备表两部分16. 设备管理程序对设备的管理是借助一些数据结构来进行的，下面的( Ａ )不属于设备管理数据结构。
A·JCB B·DCTC·COCT D·CHCT17. 设备管理中使用的数据结构有( Ａ )。
A·设备控制表、控制器控制表、通道控制表和系统设备表B·设备控制表、设备性质表、设备状态表和设备分配表C·设备分配表、设备控制表、设备状态表和设备空闲表D·设备队列，设备请求分配表、设备通道使用状态表18. 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( Ｃ )。
A·存储设备 B·系统设备 C·虚拟设备 D·用户设备19. 利用虚拟设备达到I/O要求的技术是指( Ａ )。
A·利用外存作缓冲，将作业与外存交换信息和外存与物理设备交换信息两者独立起来，并便它们并行工作的过程B·把I/O要求交给多个物理设备分散完成的过程C·把I/O信息先存放在外存，然后由一台物理设备分批完成I/O要求的过程D·把共享设备改为某个作业的独享设备，集中完成I/O要求的过程20. 将系统中的每一台设备按某种原则进行统一的编号，这些编号作为区分硬件和识别设备的代号，该编号成为设备的( A )。
A·绝对号 B·相对号C·类型号 D·符号名21. 大多数低速设备都属于( Ａ )设备。
A·独占 B·共享C·虚拟 D·SPOOLing22. 下面关于SPOOL叙述错误的是（Ｂ）。
A·SPOOL又称“斯普林”，是Simultaneous Peripheral Opration On Line的缩写B·SPOOL处理方式只是方便操作员，不能直接提高系统效率C·SPOOL是把磁盘作为巨大缓冲器的技术D·SPOOL处理方式不仅方便操作员，而且还提高系统效率23. ( Ａ )是操作系统中采用的以空间换取时间的技术。
A·SPOOLing技术 B·虚拟存储技术C·覆盖与交换技术 D·通道技术24. SPOOLing系统提高了( Ａ )的利用率。
A·独占设备 B·共享设备C·文件 D·主存设备25. 采用假脱机技术，将磁盘的一部分作为公共缓冲区以代替打印机，用户对打印机的操作实际上是对磁盘的存储操作，用以代替打印机的部分是( Ｃ )。
A·独占设备 B·共享设备C·虚拟设备 D·一般物理设备26. 通过硬件和软件的功能扩充，把原来独立的设备改造成能为若干用户共享的设备，这种设备称为( D )。
A·存储设备 B·系统设备C·用户设备 D·虚拟设备27. 下面不属于操作系统提供虚拟设备技术原因的是（Ａ）。
A·独占设备可以作为共享设备来使用B·独占设备使用的静态分配技术既不能充分利用设备，又不利于提高系统效率C·在一定硬件和软件条件的基础上共享设备可以部分或全部地模拟独占设备的工作，提高独占设备的利用率和系统效率D·计算机系统具有多道处理功能，允许多道作业同时执行28. 下列关于虚拟设备的说法中错误的是（Ｂ）。
A·操作系统实现虚拟设备的功能模块是在计算机控制下通过联机的外围设备同时操作来实现其功能的B·虚拟设备即斯普林系统C·实现虚拟设备必须要有一定的硬件和软件条件为基础D·SPOOL系统是通过预输入、“井管理“和缓输出为用户提供虚拟设备的29. 在中断处理中，输入/输出中断是指 ( Ｄ )。
I·设备出错II·数据传输结束A·I B·IIC·I和II D·都不是30. 中断发生后，应保留( Ａ )。
A·缓冲区指针 B·关键寄存器内容C·被中断的程序 D·页表31. 在磁盘上确定分块所在的位置必须给出的参数依次是（）。
A·扇区号、磁道号、盘面号B·盘面号、磁道号、扇区号C·扇区号、磁头号、柱面号D·柱面号、磁头号、扇区号32. 磁盘输入输出操作中，需要做的工作可以不包括（）。
A·确定磁盘的存储容量B·移动移动臂使磁头移动到指定的柱面C·旋转磁盘使指定的扇区处于磁头位置下D·让指定的磁头读写信息，完成信息传送操作33. 执行一次磁盘输入输出操作所花费的时间包括（）。
A·寻找时间、延迟时间、传送时间和等待时间B·寻找时间、等待时间、传送时间C·等待时间、寻找时间、延迟时间和读写时间D·寻找时间、延迟时间、传送时间34. 设磁盘的转速为3000r/min，盘面划分成10个扇区，则读取一个扇区的时间为（）。
A·2Oms B·3ms C·2ms D·lms35. 为了减少移动臂进行移动花费的时间，文件是按（）依次存放的。
A·柱面顺序、磁道顺序、扇区顺序B·盘面顺序、磁道顺序、扇区顺序C·扇区顺序、磁道顺序、柱面顺序D·扇区顺序、磁道顺序、盘面顺序36. 以下关于磁盘驱动调度的说法中正确的是（）。
A·磁盘是一种可共享设备，因此，同一时刻可以允许多个访问者请求磁盘执行输入输出操作B·磁盘驱动调度包括移臂调度和旋转调度两部分C·对同一套磁盘系统来说，影响输入输出时间的包括寻找时间、延迟时间和传诵时间这三方面D·驱动调度的目标是增大磁盘操作的并行性37. 下面对移臂调度算法描述中错误的是（）。
A·移臂调度的目的是减少寻找时间，包括先来先服务、最短寻找时间优先、电梯调度、单向扫描等算法B·先来先服务调度算法不考虑访问要求的物理位置，只考虑提出请求的先后次序C·最短寻找时间优先、电梯调度和单向扫描算法根据访问请求的柱面位置调度D·相比之下先来先服务调度算法是最简单实用且花费时间短的算法。