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。
如何打开计算机上的设备管理器
如何打开计算机上的设备管理器设备管理器是Windows操作系统中的一个重要工具，允许用户查看和管理计算机上的硬件设备。
通过设备管理器，用户可以查看设备的驱动程序、设备状态、硬件ID等信息，并进行设备的更新、停用、启用等操作。
下面我们来详细介绍如何打开计算机上的设备管理器。
方法一：使用快捷键使用快捷键是打开设备管理器最常见也最简便的方法。
按下组合键“Win + X”，会在屏幕左下角弹出一个菜单，在菜单中选择“设备管理器”。
另外，也可以使用组合键“Win + Pause/Break”，弹出系统信息窗口，在窗口左侧选择“设备管理器”。
方法二：使用开始菜单Windows系统的开始菜单提供了快速和定位各种应用程序和设置的功能。
点击任务栏左下角的开始按钮，然后在开始菜单的框中输入“设备管理器”，在结果中选择“设备管理器”。
方法三：使用控制面板控制面板是Windows系统中用于管理和配置计算机的一个重要工具，也是打开设备管理器的一种方法。
1. 打开控制面板：可以通过开始菜单“控制面板”来打开，或者按下组合键“Win + R”，输入“control”后按回车键。
2.在控制面板中选择“设备管理器”：在控制面板的界面中，选择“硬件和声音”，然后点击“设备管理器”。
方法四：使用运行对话框运行对话框是Windows系统中的一个实用工具，可以通过直接输入命令来快速打开各种应用程序和设置。
1. 按下组合键“Win + R”，弹出运行对话框。
2. 在运行对话框中输入“devmgmt.msc”，然后点击“确定”按钮。
以上是打开设备管理器的几种常见方法。
无论使用哪种方法，一旦成功打开设备管理器，用户就可以看到一个包含计算机上所有设备的列表。
用户可以通过展开菜单来查看各个设备的详细信息，也可以通过右键点击设备来进行相关操作。
在设备管理器中，未正确安装驱动程序的设备通常会显示为黄色感叹号或问号的图标，用户可以通过设备管理器来更新这些驱动程序。
计算机操作系统 3、设备管理
一、单项选择题1．引入缓冲技术的主要目的是( )A．改善用户编程环境 B．提高CPU与设备之间的并行程度C．提高CPU的处理速度 D．降低计算机的硬件成本2．SPOOLING技术可以实现设备的( ) 分配。
A．独占 B．共享 C．虚拟 D．物理3．有关设备管理概念的下列叙述中， ( ) 是不正确的。
A．通道是处理输入、输出的软件B．所有外围设备的启动工作都由系统统一处理C．来自通道的I／O中断事件由设备管理负责处理D．编制好的通道程序是存放在主存储器中的4．下列算法中用于磁盘移臂调度的是( )A．时间片轮转法 B．LRU算法C．最短寻道时间优先算法 D．优先级高者优先算法5．缓冲技术中使用的缓冲池是在( )A．主存 C．ROM C．外存 D．寄存器6．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7．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( )。
A．存储设备 B．系统设备 C．用户设备 D．虚拟设备8．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9．大多数低速设备都属于( )的设备。
A．独享 B．共享 C．虚拟 D．SPOOLING10．( )用于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 D．并行通道11．( )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12．在操作系统中的SPOOLING技术，实质是将( )转化为共享设备的技术A．虚拟设备 B．独占设备 C．脱机设备 D．块设备13．SPOOLING系统提高了( )利用率A．独占设备 B．共享设备 C．SPOOLING技术 D．主存储器14．按( )分类可将设备分为块设备和字符设备。
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。
计算机四级操作系统-7-IO设备管理
计算机四级操作系统-7-IO设备管理第7章I/O设备管理设备管理是操作系统的主要功能之⼀，它负责管理所有输⼈输出设备以完成期望的数据传设备管理可能是操作系统设计中最凌乱的部分，这主要是由于计算机系统中存在着⼤量的输⼊/输出设备，其性能和应⽤特点可能完全不同。
所以要建⽴⼀个通⽤的、⼀致的设备访问接⼝，使⽤户和应⽤程序开发⼈员能够⽅便地使⽤输⼊/输出设备，⽽⽆须关⼼每种设备各⾃的特性，这正是设备管理的主要⽬的。
本章⾸先讲述设备管理的基本概念，然后讨论I/O硬件组成、I/O软件结构、设备管理的相关技术，最后阐述I/O性能问题及解决⽅案。
7.1设备与设备分类输⼊/输出设备（I/O设备）也称为外部设备（Peripheral Device），有时简称为设备或外设，包括计算机系统中除CPU和内存储器以外的所有的设备和装置，还包括所有外部存储设备。
在不同的上下⽂中，I/O设备⼀词有⼴义和狭义两种含义，⼴义的I/O设备即上述定义，狭义的I/O设备不包括外存设备。
可见，计算机系统中外部设备⾮常多，并且这些设备在功能、速度和控制⽅式等⽅⾯都有较⼤的差异，本节将讨论这些问题。
7.1.1设备管理的重要性为了理解操作系统中设备管理的重要性，⾸先要了解I/O设备在计算机系统中所起的作⽤。
如果说处理器和内存是计算机系统的⼤脑部分的话，那么I/O设备就是计算机系统的五官和四肢。
各种需要处理的信息和操作⼈员对计算机系统的操作命令，都要通过输⼊设备进⼊计算机系统，处理后的信息和结果也要通过输出设备从计算机系统输出。
计算机系统中的I/O设备种类繁多，从简单的键盘到⿏标、打印机、图形显⽰终端、磁盘驱动器以⾄于⽹络设备，变化万千，造就计算机应⽤的多样性和普及性。
可以说没有I/O设备，就没有计算机的应⽤。
然⽽，正如⼈们已经认识到的，操作系统复杂和庞⼤的主要原因是它所管理的资源的庞杂和并发技术的采⽤，⽽I/o设备的庞杂正是操作系统所管理的资源庞杂的主要原因，I/O设备的速度远低于处理器的速度正是导致并发技术产⽣的直接原因。
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。
如何打开计算机上的设备管理器
如何打开计算机上的设备管理器设备管理器是Windows操作系统中的一个重要工具，它用于查看和管理计算机上的硬件设备。
通过设备管理器，用户可以检查设备的状态、驱动程序的安装情况，以及解决设备问题。
本文将详细介绍如何打开计算机上的设备管理器。
方法一：使用快捷键1. 同时按下Win键和X键，在弹出的菜单中选择"设备管理器"。
此方法适用于Windows 8及更高版本的操作系统。
方法二：使用"运行"对话框1. 按下Win键+R键，打开"运行"对话框。
2. 在对话框中输入"devmgmt.msc"，然后点击"确定"按钮。
方法三：通过控制面板1. 点击任务栏上的"开始"按钮。
2. 选择"控制面板"，然后点击"硬件和声音"。
3. 在"设备和打印机"下，点击"设备管理器"。
方法四：使用Windows PowerShell1. 右击开始菜单，选择"Windows PowerShell"。
2. 在打开的窗口中，输入"devmgmt.msc"并按下回车键。
方法五：通过命令提示符1. 按下Win键+R键，打开"运行"对话框。
2. 输入"cmd"，然后点击"确定"按钮，打开命令提示符。
3. 在命令提示符中输入"devmgmt.msc"，按下回车键。
通过以上方法之一，您将成功打开计算机上的设备管理器。
一旦设备管理器打开，您将看到一个分类的列表，其中显示了计算机中安装的各种设备。
您可以展开各个类别以查看设备的详细信息，包括设备的名称、状态和驱动程序信息。
除了查看设备信息外，您还可以使用设备管理器来进行其他操作，如禁用设备、启用设备、更新驱动程序、卸载设备等。
设备管理器在哪
设备管理器在哪设备管理器是系统中的一个重要工具，它可以查看计算机中所有硬件设备的情况，并进行硬件的管理操作。
设备管理器可以帮助用户查看、卸载、禁用、启用、更新计算机硬件驱动程序等操作。
那么，设备管理器在哪？设备管理器的打开方式有多种，下面我将为大家介绍几种打开设备管理器的方法，以便使用者可以更快捷地找到它。
方法一：通过计算机属性打开设备管理器。
1.首先点击“开始菜单”，找到“计算机”选项，并右键单击它。
2.接着，在弹出的选项中点击“属性”选项，即可打开“系统”控制面板。
3.在“系统”面板中，找到左侧的“高级系统设置”选项，并点击它。
4.进入“高级系统设置”面板后，找到“硬件”选项并点击它。
5.在弹出的选项中，找到“设备管理器”选项并点击它，即可打开设备管理器。
方法二：通过快捷键打开设备管理器。
1.在电脑桌面上，使用快捷键“Win+X”组合键。
2.在出现的选项中，选择“设备管理器”选项，即可打开设备管理器。
方法三：通过搜索程序打开设备管理器。
1.在电脑桌面上，找到“搜索框”，并输入“设备管理器”关键词。
2.在搜索结果中，点击“设备管理器”选项，即可打开设备管理器。
以上就是三种打开设备管理器的方法，使用者可以根据自己的操作习惯进行选择。
无论使用哪种方法，打开设备管理器后都可以进行设备管理的相关操作。
在设备管理器中，用户可以查看计算机硬件设备的列表，并通过操作该设备的相关属性来进行设备管理。
在设备管理器中，每一项都代表着一个硬件设备，拥有主要信息和驱动程序的版本、硬件ID、物理设备对象名称等内容。
用户可以通过右键单击设备后，选择相关操作来对设备进行管理操作，如启动、禁用、卸载等。
在升级驱动程序方面，用户可以通过选择设备管理器中的“更新驱动程序”选项来进行驱动程序的升级。
总之，设备管理器是一个非常重要的工具，它可以帮助用户轻松管理设备，解决电脑硬件设备出现问题的相关操作。
同时，用户需要留意设备管理器中的任何警告或错误信息，以保障计算机的正常运行。
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。
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。
操作系统设备管理实验报告
操作系统设备管理实验报告1.计算机操作系统计算机操作系统(operating system缩写作OS)是管理计算机硬件与软件资源的计算机的系统程序, 同时也是计算机系统的内核与基石。
操作系统需要处理如管理与配置内存、决定系统资源供需的优先次序、控制输入设备与输出设备、操作网络与管理文件系统等基本事务。
操作系统也提供一个让用户与系统交互的操作界面。
操作系统在计算机系统中的位置1)操作系统位于底层硬件与用户之间, 是两者沟通的桥梁。
用户可以通过操作系统的用户界面, 输入命令。
操作系统则对命令进行解释, 驱动硬件设备, 实现用户要求。
•2)以现代标准而言, 一个标准PC的操作系统应该提供以下的功能: •进程管理: 计算机中的应用程序都是以进程单位运行的, 操作系统调度多个进程到CPU执行的过程称为进程管理。
•内存管理: 操作系统管理计算机内存, 控制着内存的分配和回收, 管理者内存与外存的信息交换, 以及配合硬件做地址转换。
•文件系统: 管理硬盘的数据, 可将数据已目录或者文件的形式存储。
•网络通信：管理与计算机外部的网络通信, 例如通过浏览器浏览网页, 打印文件等。
安全机制: 控制一些安全机制, 包含计算机非法入侵和一些合法校验。
用户界面: 图形界面。
驱动程序：与硬件交互的计算机软件, 操作系统通过驱动程序与硬件交互, 例如：USB驱动。
2.常见的操作系统1)Windowswindows10微软创始人比尔.盖茨Windows操作系统是美国微软公司推出的一款操作系统。
该系统从1985年诞生到现在, 经过多年的发展完善, 相对比较成熟稳定, 是当前个人计算机的主流操作系统。
Windows系统的特点:a、Windows操作系统界面友好, 窗口制作优美, 操作动作易学, 多代系统之间有良好的传承, 计算机资源管理效率较高, 效果较好。
b、Windows操作系统作为优秀的操作系统, 由开发操作系统的微软公司控制接口和设计, 公开标准, 因此, 有大量商业公司在该操作系统上开发商业软件。
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
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
缓冲 转换器
信号 数据
状态信号线
控制逻辑
控制信号线
图5-1 设备与控制器间的接口
控数制据信信号号线线：：作用为于设在备设控备制和器设向备I控/O制设器备之发间送传控送制数信据号信时号的。通输路入。设备：外界 状输态入信的号信线号：经用该转于信换传号器送规转指定换示了后设设形备备成当将的前要数状执据态行，的的通信操常号作先。：送入缓冲器中，当数据量达 到一定的比特设读数备操后的作，当（再前指从状由缓态设冲有备器：向通控过制一器组传数送据数信据号）线传送给设备控制器。输 出设备：将从正写设在操备读作控（（制写从器）控经制过器数接据收信数号据线）传送来的一批数据先暂存于缓冲器 中，经转换器设作备适已当读转（换写后），完再成逐，个并字准符备地好输新出的。数据传送。
中写入一个字（节）； 3 主机设置命令就绪位； 4 当控制器注意到命令就绪位已被设置，则设置忙位； 5 控制器读取命令寄存器，并看到写入命令，它从数
通道价格昂贵，通道数量势必减少。这往往又使 它成了I/O的瓶颈，从而造成整个系统吞吐量的下 降。假设设备1至设备4是四个磁盘，为了启动磁 盘4，必须用通道1和控制2；但若这两者已被其他 设备占用，必然无法启动磁盘4。
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瓶颈问题的解决
通道1 存储器
通道2
控制器1 控制器2
I/ O设备 I/ O设备 I/ O设备 I/ O设备
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程序控制（忙—等待或轮询方式）
系统中没有中断机构，I/O操作由程序发起，并等 待操作完成。数据的每次读写均通过CPU。 – 例如：当主机要通过端口来写出数据时，主机 与控制器之间的握手协议如下：
缺点：在外设进行数据处理时，CPU只能等待， 致使CPU利用率很低。
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
操作系统实验六设备管理
操作系统实验六设备管理设备管理是操作系统中重要的一部分，它涉及到对计算机的各种硬件设备进行管理和调度，以保证系统的正常运行。
本文将探讨操作系统实验六中的设备管理相关内容。
一、设备管理概述在操作系统中，设备管理负责处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。
其目标是合理调度设备的使用，提高系统的资源利用率和响应速度。
二、设备的分类根据设备的性质和使用方式，设备可以被划分为以下几类：1. 输入设备：如键盘、鼠标、扫描仪等，用于将外部信息输入到计算机系统中。
2. 输出设备：如显示器、打印机、音响等，用于将计算机系统中的信息输出到外部设备中。
3. 存储设备：如硬盘、光盘、U盘等，用于存储和读取大量数据。
三、设备管理的功能设备管理主要有以下几个功能：1. 设备的分配与释放：根据用户的请求，将设备分配给相应的作业使用。
作业完成后，再将设备释放，以便其他作业使用。
2. 设备驱动程序：设备驱动程序是设备管理的核心，它负责向硬件设备发送指令，并与设备进行交互。
设备驱动程序需要具备良好的稳定性和兼容性。
3. 设备的错误处理：设备管理需要对设备故障进行检测和处理，以避免故障对系统的影响。
当设备发生故障时，要及时通知系统管理员并采取相应的措施。
4. 设备的性能优化：设备管理需要根据不同应用场景和用户需求，对设备进行合理的调度和优化，以提高系统的效率和响应速度。
四、设备管理的调度算法设备管理中常用的调度算法有以下几种：1. 先来先服务（FCFS）：按照作业请求的先后顺序进行设备的分配和释放，优先满足先到达的请求。
2. 最短作业优先（SJF）：根据作业执行的时间要求，优先满足执行时间最短的作业请求。
3. 优先级调度：为每个作业分配一个优先级，并根据优先级来决定设备的分配顺序。
4. 时间片轮转调度：将设备分成若干时间片，每个时间片内只为一个作业分配设备，时间片结束后，将设备分配给下一个作业。
五、设备管理的实例在操作系统实验六中，我们针对设备管理进行了实例演示。
操作系统 第五章 设备管理
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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
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1）按设备的使用特性分类
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计算机外围设备的分类
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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。
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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。
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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
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第四章 设备管理
设备管理程序的功能：
（1）提供和进程管理系统的接口。 （2）进行设备分类。按照设备类型和相应的分配算法把设
备和其他有关的硬件分别给请求该设备的进程，并把未分配到
所请求设备或其他有关硬件的进程放入等待队列。 （3）实现设备和设备、设备和CPU等之间的并行操作。 （4）进行缓冲管理，解决低速I/O设备与高速CPU之间传送 数据不匹配问题。
对于字符设备,缓冲区用于暂存用户输入的一行数 据，输入时，进程挂起等待输入完毕；输出时进程 将一行数据输入到缓冲区，继续执行处理。如果前 面的数据尚未提取完毕，则进程应阻塞。 用户进程 处理机 工作区
传送(M)
单缓冲
输入(T)
I/O设备
缓冲区属于临界资源，不允许多个进 程同时对一个缓冲区操作，读、写在单缓 冲上互斥发生，因此单缓冲无法实现CPU 与设备的并行操作。
单缓冲
单缓冲是操作系统提供的最简单的一种缓冲形 式。每当一个进程发出一个I/O请求时，操作系统 便在主存中为之分配一缓冲区，该缓冲区用来临 时存放输入/输出数据。 对于块设备,单缓冲机制如下工作： OS为进程分配一缓冲区，块设备输入时从磁 盘把一块数据输入缓冲区的时间为T，OS将缓冲 区的数据传送给用户区的时间为M，计算时间为 C，则T和C时可以并行的。数据处理时间约为 max[C，T]+M。
一次仅允许一个进程 访问的资源称为临界 资源。 硬件资源 如打印机、 磁带机等。 软件资源 如共享变 量、表格、队列、栈 等。
缓冲区属于临界资源，不允许多个进 程同时对一个缓冲区操作，读、写在单缓 冲上互斥发生，因此单缓冲无法实现CPU 与设备的并行操作。
双缓冲－－提高设备并行操作
输入数据时，首先填满缓冲区A,操作系统可
从缓冲区A把数据送到用户进程区,用户进程便 可对数据进行加工计算;与此同时,输入设备填充 缓冲区B。 当缓冲区A空出后，输入设备再次向缓冲区1
输入。操作系统又可把缓冲区B的数据传送到
用户进程区,用户进程开始加工缓冲B的数据。
双缓冲
用户进程 处理机
工作区
读
缓冲区A 缓冲区B
写
I/O设备
双缓冲
用户进程 处理机
工作区
读
缓冲区A 缓冲区B
写
I/O设备
如果C<T，由于M远小于T，在将磁盘上的一块数据 传送到缓冲区期间(所花时间为T)，计算机已完成将另 一个缓冲区中的数据传送到用户区并对这块数据进行计 算的工作，一块数据的传输和处理时间为T、即
max(C,T)，显然，这种情况下可保证块设备连续工作；
如果C>T，当上一块数据计算完毕后，需把一个缓 冲区中的数据传送到用户区，花费时间为M，再对这块
数据进行计算，花费时间为C，所以，一块数据的传输
和处理时间为C+M、即max(C,T)+M，这种情况下进程 不必要等待I/O。
双缓冲
计算机系统中的外围设备较多，读/写 数据速度有很大的差异，在向缓冲区读/写 数据的过程中，高速设备等待的情况仍然 比较严重，设备利用率比较低。
循环缓冲
环形缓冲技术是在主存中分配一组大小 相等的存储区作为缓冲区，并将这些缓冲区 链接起来，每个缓冲区中有一个指向下一个 缓冲的指针，最后一个缓冲区的指针指向第 一个缓冲区，这样n个缓冲区就成了一个环形。 三种类型的缓冲区：用于装输入数据 的空缓冲区R、已经装满数据的缓冲区G、以 及计算进程正在访问的工作缓冲区C。 设置了四个指针。
循环缓冲
R
Current_R
C
Next i
R
Next g
C G
Current_W
G G
循环缓冲区的使用
（1）访问缓冲区的过程Getbuf ： –
–
Current_R= Nextg ; Nextg = Nextg next; 读操作；· · · · · ·
Current_W = Nexti ; Nexti = Nexti
循环缓冲
Nexti ：指示写进程下次可 用的空缓冲区R
R
Current_R
Next i
R
Next g
C G
Current_W
G G
循环缓冲
R
Current_R
C
Next i
R
Nextg ：指示读进程 下一个可用的缓冲区G
Next g
C G
Current_W
G G
循环缓冲
R
Current_R: 指示读进程 正在使用的缓冲区
Current_R
C
Next i
R
Next g
C G
Current_W
G G
循环缓冲
R
Current_R
C
Next i
R
Next g
C G
Current_W
G G
Current_W: 指示写进程 正在使用的缓冲区
进程同步问题
（1）Nexti指针追赶上Nextg指针。
这意味着进程输入数据的速度大于进程取数据的速度，已 把全部缓冲区装满。此时，写进程应阻塞，直到读进 程把某个缓冲区的数据全部提取完，使之成为空缓冲 区R，并调用Releasebuf过程将它释放时，才将写进 程唤醒。 （2）Nextg指针追赶上Nexti指针 这意味着读进程取数据的速度高于写进程输入数据的速度， 使全部缓冲区都被抽空，读进程只能阻塞，直到写进 程装满某个缓冲区，调用Releasebuf过程将它释放时， 才去唤醒计算进程。
4.3 缓冲管理
引入缓冲技术的目的
•改善中央处理器与外围设备之间速度不配的 矛盾，凡是数据到达和离去速度不匹配的地方均 可采用缓冲技术。 •减少对CPU的中断频率，放宽对CPU中断响 应时间的限制， •提高CPU和I/O设备的并行性。
缓冲技术实现的基本思想：
进程执行写操作输出数据时，向系统申
请一个缓冲区，若为顺序写请求，则不断把 数据填到缓冲区，直到被装满。此后，进程
继续它的计算，系统将缓冲区内容写到I/O设
备上。 进程执行读操作输入数据时，向系统申请 一个缓冲区，系统将一个物理记录的内容读 到缓冲区，根据进程要求，把当前需要的逻 辑记录从缓冲区中选出并传送给进程。
在输出数据时，只有在系统还来不及腾空 缓冲而进程又要写数据时，它才需要等待； 在输入数据时，仅当缓冲区空而进程又要 从 中读取数据时，它才被迫等待。 根据系统对缓冲区的不同设置，可把缓冲 技 术分为以下几类： 单缓冲 双缓冲 循环缓冲 缓冲池