计算机系统第6章_设备管理

1. 提供相应的设备驱动程序
选择打印机型 号——
确定打印机的 驱动程序。
图6.1 选定打印机型号
2.提供设备独立性
用户使用或编程时，打印机表现为一个普通的 逻辑名称。
系统为了识别其管理的所有设备，给每个设备 一个唯一的不可更改的识别号，称为设备的物 理名。
通过逻辑设备名和物理设备名，提供设备独立 性，这是设备管理的一项重要任务。
如果配备打印机，可将输出信息送到打印机打印； 如果没有配备打印机，就把输出重定向到某个指定文件，把
要打印的信息送到该文件中。
3.设备独立性的优点
（1）方便用户编程。 （2）便于程序移植。 （3）提高了资源利用率。 （4）能适应多用户多进程的需要。
要挂装到作为挂装点的目录，系统通常已准备了一些 常用挂装点，如果挂装点不存在，必需要用mkdir命 令建立，然后才可进行挂装。
6.1.2 设备管理的功能
1.设备管理应为每一类设备提供相应的设 备驱动程序
2.提供设备独立性 3.对缓冲区进行管理 4.对Spooling技术的支持。 5.进行设备分配 6.提供中断处理机制
物理设备
物理设备是一个具体的设备。 系统为了能识别全部外设，给每台外设分配一个唯一不变的
名字，称为物理设备名。
通过引入逻辑设备和物理设备，可实现设备独 立性。
2.设备独立性
设备独立性也称为设备无关性，指用户编程时 所使用的设备与实际使用的设备无关，用户编 程时使用逻辑设备名。
用户程序以逻辑设备名来请求使用某类设备时，系统将在该 类设备中，根据设备的使用情况，将任一台合适的物理设备 分配给该程序。
6.提供中断处理机制
如果打印过程中出现问题（如掉电、缺纸、脱 机等），需要CPU进行紧急处理。
系统采用了中断技术——当某个事件发生时， 系统中止现行程序的运行，转去执行相应的事 件处理程序，处理完毕，返回被中断处继续执 行。
当出现问题时，中断源立即向CPU发出一个中 断信号，系统进入中断处理机制。
4.对Spooling技术的支持。
Spooling （ Simultaneous Peripheral Operations On-line）——也称为假脱机技术。
此技术在磁盘上专门开辟一个区域，CPU不需等到 打印机处于就绪状态，就可直接将要打印的所有作 业存放到磁盘中，排成打印队列。
合适的时候由专门的程序（在Windows中称为后台 进程）把要打印的图信6息.4从等磁待盘打送印到机打印机，并管理 打印机的打印工作。 的队列
就称为虚拟设备。
具体应用
即插即用PnP设备
非即插即用设备
Linux将外部设备看作文件——设备文件，它以 设备名作为文件名。
应 用 物 理设 备 前 —— 用 mount命 令 挂 装到 目 录 树上 （称为加载）。
使用完成后——用umount命令从目录树卸下（称为卸 载），才可取走该设备。
给人的感觉好像每个作业都有一台打印机。也就是 说，该技术将一台独享设备模拟成了共享设备。支 持Spooling技术意味着支持虚拟设备。
5.进行设备分配
多个进程或作业都要求使用某种设备时，设 备管理根据一定的算法进行设备分配，对 暂时不能获得设备的，系统将它们排在该 设备请求队列中，排队顺序决定了获得设 备的次序。而当设备使用完毕，设备管理 要及时回收。
6.1 概 述
独享设备。这类设 备一旦分配给某个
实体（用户、作业、
6.1.1 外设的分类
1.按设备的从属关系分类 2.按分配方式分类 3.按使用特性分类 4.按信息组织、传送单位分类
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6.2 设备标识与设备驱动程序
6.2.1 逻辑设备与物理设备
1.逻辑设备和物理设备的含义 2.设备独立性 3.设备独立性的优点
1.逻辑设备和物理设备的含义
逻辑设备
逻辑设备是对实际物理设备属性的抽象，它并不限于某个具 体设备。
用户在编程时，不用关心系统具体配置了哪些设备，也不需 要了解各种设备的物理特性，而只要按照惯例为所用到的设 备起个逻辑名字，称为逻辑设备名。
第6章设备管理
计算机系统中，通常把处理机和主存储器之外的 部分统称为外围设备，简称外设。
外设种类繁多，功能各异，涉及：机、电、光、 磁、声、自动控制等多种学科。
操作系统必须提供设备管理功能，让用户能简便、 有效地使用各种外设。
设备管理包括：
设备独立性 设备驱动程序 计算机和外部设备的数据传送控制方式 设备的分配 一些重要技术如中断技术、缓冲技术、Spooling技术
如果用户程序是以物理设备名来请求指定某台设备，假如该 设备有故障或正在被其他进程使用，则用户程序只能一直等 待。
采用逻辑设备名，可以使用户程序独立于分配给它的某类设 备的具体设备。
ຫໍສະໝຸດ Baidu 2.设备独立性
使用逻辑设备名，还能使用户程序独立于所使 用的某类设备。
例如，在Linux系统环境下，系统提供标准输入/输出，在用 户程序中的输入/输出都使用这两个标准的I/O，实际运行时， 可根据具体情况而定。
图6.2 逻辑打印机
3.对缓冲区进行管理
为了解决速度不匹配问题，大部分外设都采用设 置缓冲区的方法。
缓冲区可设置在内存中，称为“软件缓冲”；
也可让外设自带专用的寄存器，作为硬件缓冲器。
例如利用打印机打印一篇文章，CPU在打印机就绪后，可把数据 输出到缓冲区，打印机则从缓冲区取出数据打印，就这样一 边送一边打，提高CPU的利用率。并且由于一次可以送一批数 据到缓冲区，因而节省了CPU的数据传送时间。