设备管理培训课程(PPT 41页)
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• 通过虚拟设备技术把一台独占设备变换为若干台逻辑设备，供若 干个用户（进程）同时使用，以提高设备的利用率。
7.1.4 设备管理的任务和功能
• 设备管理是对计算机的输入/输出系统的管理，它是操作系统中最 具有多样性和复杂性的部分。其主要任务如下所述。
• （1）选择和分配I/O设备以便进行数据传输操作。 • （2）控制I/O设备和CPU（或内存）之间交换数据。 • （3）为用户提供一个友好的透明接口，把用户和设备硬件特性分
7.1.3 设备分类
– I/O设备的类型
•
按设备的所属关系可以将I/O设备分为以下两类。
– （1）系统设备
•
系统设备是在系统生成时已登记于系统中的标准设备，属于
系统的基本配置。
– （2）用户设备
•
用户设备是在系统生成时未登记在系统中的非标准设备
7.1.3 按设备的信息交换的单位分类
• 字符设备(c)：字符设备是以字符为单位进行输入和输出的设备。 – 所有能够象字节流一样访问的设备都通过字符设备来实现，通常在/dev/目录 下面。 – 无需缓冲直接读写设备，通常只允许按顺序访问。如打印机、键盘，终端等。 – 一般要包含open， read， write， close等系统调用的实现。
7.1.2 设备驱动程序
设备驱动程序的主要功能 1. 对设备初始化和释放。 2. 启动或停止设备运行。 3. 把数据从内核传送到硬件和从硬件读取数据。 4. 读取应用程序传送给设备文件的数据和回送应用程序请求的数据。 5. 检测和处理设备出现的错误。
在用户进程调用驱动程序时，系统进入核心态，这时不再是抢先 式调度。也就是说，系统必须在驱动程序的子函数返回后才能进 行其他的工作。
第七章 设备管理
主要内容
• 设备管理概述 • 硬盘和DVD-CDROM • 磁盘配额 • USB存储设备 • 打印机 • 显示设备、声卡及网卡
7.1 设备管理概述
–7.1.1 Linux设备管理概述
• 在Linux系统中，用户是通过文件系统与设备接口的。所有设备都 作为特别文件，从而在设备管理上具有下列特性:
7.2.2 硬盘的外部结构
控制电路
电源接口 跳线
数据接口
7.2.3 硬盘的内部结构
音圈电机 磁头伺服机构
主轴马达 磁盘片
读写磁头组 磁头驱动臂
7.2.4 硬盘的分类
1）硬盘可按安装位置分类 内置式 外置式
（2）硬盘的接口类型： ◎ IDE接口 ◎ SCSI接口 ◎ SATA接口 ◎ IEEE 1394接口 ◎ USB接口
开，使得用户在编制应用程序时不必涉及具体设备，由系统按用 户的要求来对设备的工作进行控制。另外，这个接口还为新增加 的用户设备提供一个和系统核心相连接的入口，以便用户开发新 的设备管理程序。 • （4）提高设备和设备之间、CPU和设备之间以及进程和进程之间 的并行操作程度 ，以使操作系统获得最佳效率。
7.1.3 共享属性分类
• 按设备的共享属性可将I/O设备分为以下三类。 – （1）独占设备
• 所有的字符设备都是独占设备。独占设备是指一段时间内只允许 一个用户（进程）访问的设备，即临界资源。 – （2）共享设备
• 块设备都是共享设备。共享设备是指一段时间内允许多个进程同 时访问的设备。 – （3）虚拟设备
7.2.5 硬盘的接口
• IDE接口： IDE（Integrated Drive Electronics）叫集成驱动器电子接 口，也被称为ATA接口，是硬盘主要的接口类型，，通常主板 上的有两个40芯的E-IDE插座，可支持四个IDE设备，标有 Primary的为主插座，标有Secondary的为次插座。IDE接口的 主要有Ultra ATA 33/66/100/133几种标准，其高达传输速度 每秒133MB。 ---速度较慢 ---价格较低 ---容量较大
• SCSI接口： 与IDE接口从外观就可区别，普通SCSI接口采用50芯扁平线缆， 16位SCSI接口采用了68芯的扁平线缆。SCSI接口通常可支持 多达15个设备，传输速度较E-IDE更高，其转速在10000转/分 以上，被广泛应用在服务器的硬盘接口上。 ---速度较快 ---价格较高 ---容量较低
• 块设备(b)：块设备的输入和输出是以数据块为单位的。 – 通常是指诸如磁盘、内存、Flash等可以容纳文件系统的存储设备。 – 将数据按可寻址的块为单位进行处理，可以随机访问，利用缓冲技术. – 块设备也是通过文件系统来访问。
• 特征 – 在对字符设备发出读/写请求时，实际的硬件I/O一般就紧接着发生了。 – 块设备则利用一块系统内存作缓冲区，当缓冲区中的数据能满足用户对设备 的操作要求，就返回请求的数据，如果不能，就调用请求函数来进行实际的 I/O操作。 – 块设备是主要针对磁盘等慢速设备设计的，以免耗费过多的CPU时间来等待。
7.2Biblioteka Baidu硬盘
硬盘驱动器（Hard Disk Driver，HDD）是微机系统的基本外部 存储器，它的磁盘片是一般是硬质合金圆片，并固定安装在驱动 器内部，所以简称为硬盘。 它的存储容量大，速度快。硬盘至今仍是计算机的标准配置，并 随着存储技术的发展，其容量由早期的10余MB发展到现在的几百 GB，使计算机具备了海量存储的能力。
• 1. 每个设备都对应文件系统中的一个索引节点（i-node），都有 一个文件名。
• 2. 应用程序通常可以通过系统调用open（）打开设备文件，建立 起与目标设备的连接。
• 3. 对设备的使用类似于对文件的存取。 • 4. 设备驱动程序都是系统内核的一部分，它们必须为系统内核或
者它们的子系统提供一个标准的接口。 • 5. 设备驱动程序使用一些标准的内核服务，如内存分配等。
7.2.1 硬盘的特点
硬盘的驱动器和盘片是一个整体，硬盘的存储介质由若干个涂 有磁粉的金属圆盘片同轴叠加在一起构成，硬盘的磁头组与盘片 是非接触式，磁头是漂浮在盘片上方的，因而硬盘的转速很快， 常见有5400转/分、7200转/分和10000转/分。 硬盘是全封闭式，硬盘采用的密封式金属外壳使硬盘驱动器具备 一定的强度，保护内部的其它组件，密封式有助于防止灰尘进入 硬盘内部。
7.1.4 设备管理的任务和功能
• 设备管理是对计算机的输入/输出系统的管理，它是操作系统中最 具有多样性和复杂性的部分。其主要任务如下所述。
• （1）选择和分配I/O设备以便进行数据传输操作。 • （2）控制I/O设备和CPU（或内存）之间交换数据。 • （3）为用户提供一个友好的透明接口，把用户和设备硬件特性分
7.1.3 设备分类
– I/O设备的类型
•
按设备的所属关系可以将I/O设备分为以下两类。
– （1）系统设备
•
系统设备是在系统生成时已登记于系统中的标准设备，属于
系统的基本配置。
– （2）用户设备
•
用户设备是在系统生成时未登记在系统中的非标准设备
7.1.3 按设备的信息交换的单位分类
• 字符设备(c)：字符设备是以字符为单位进行输入和输出的设备。 – 所有能够象字节流一样访问的设备都通过字符设备来实现，通常在/dev/目录 下面。 – 无需缓冲直接读写设备，通常只允许按顺序访问。如打印机、键盘，终端等。 – 一般要包含open， read， write， close等系统调用的实现。
7.1.2 设备驱动程序
设备驱动程序的主要功能 1. 对设备初始化和释放。 2. 启动或停止设备运行。 3. 把数据从内核传送到硬件和从硬件读取数据。 4. 读取应用程序传送给设备文件的数据和回送应用程序请求的数据。 5. 检测和处理设备出现的错误。
在用户进程调用驱动程序时，系统进入核心态，这时不再是抢先 式调度。也就是说，系统必须在驱动程序的子函数返回后才能进 行其他的工作。
第七章 设备管理
主要内容
• 设备管理概述 • 硬盘和DVD-CDROM • 磁盘配额 • USB存储设备 • 打印机 • 显示设备、声卡及网卡
7.1 设备管理概述
–7.1.1 Linux设备管理概述
• 在Linux系统中，用户是通过文件系统与设备接口的。所有设备都 作为特别文件，从而在设备管理上具有下列特性:
7.2.2 硬盘的外部结构
控制电路
电源接口 跳线
数据接口
7.2.3 硬盘的内部结构
音圈电机 磁头伺服机构
主轴马达 磁盘片
读写磁头组 磁头驱动臂
7.2.4 硬盘的分类
1）硬盘可按安装位置分类 内置式 外置式
（2）硬盘的接口类型： ◎ IDE接口 ◎ SCSI接口 ◎ SATA接口 ◎ IEEE 1394接口 ◎ USB接口
开，使得用户在编制应用程序时不必涉及具体设备，由系统按用 户的要求来对设备的工作进行控制。另外，这个接口还为新增加 的用户设备提供一个和系统核心相连接的入口，以便用户开发新 的设备管理程序。 • （4）提高设备和设备之间、CPU和设备之间以及进程和进程之间 的并行操作程度 ，以使操作系统获得最佳效率。
7.1.3 共享属性分类
• 按设备的共享属性可将I/O设备分为以下三类。 – （1）独占设备
• 所有的字符设备都是独占设备。独占设备是指一段时间内只允许 一个用户（进程）访问的设备，即临界资源。 – （2）共享设备
• 块设备都是共享设备。共享设备是指一段时间内允许多个进程同 时访问的设备。 – （3）虚拟设备
7.2.5 硬盘的接口
• IDE接口： IDE（Integrated Drive Electronics）叫集成驱动器电子接 口，也被称为ATA接口，是硬盘主要的接口类型，，通常主板 上的有两个40芯的E-IDE插座，可支持四个IDE设备，标有 Primary的为主插座，标有Secondary的为次插座。IDE接口的 主要有Ultra ATA 33/66/100/133几种标准，其高达传输速度 每秒133MB。 ---速度较慢 ---价格较低 ---容量较大
• SCSI接口： 与IDE接口从外观就可区别，普通SCSI接口采用50芯扁平线缆， 16位SCSI接口采用了68芯的扁平线缆。SCSI接口通常可支持 多达15个设备，传输速度较E-IDE更高，其转速在10000转/分 以上，被广泛应用在服务器的硬盘接口上。 ---速度较快 ---价格较高 ---容量较低
• 块设备(b)：块设备的输入和输出是以数据块为单位的。 – 通常是指诸如磁盘、内存、Flash等可以容纳文件系统的存储设备。 – 将数据按可寻址的块为单位进行处理，可以随机访问，利用缓冲技术. – 块设备也是通过文件系统来访问。
• 特征 – 在对字符设备发出读/写请求时，实际的硬件I/O一般就紧接着发生了。 – 块设备则利用一块系统内存作缓冲区，当缓冲区中的数据能满足用户对设备 的操作要求，就返回请求的数据，如果不能，就调用请求函数来进行实际的 I/O操作。 – 块设备是主要针对磁盘等慢速设备设计的，以免耗费过多的CPU时间来等待。
7.2Biblioteka Baidu硬盘
硬盘驱动器（Hard Disk Driver，HDD）是微机系统的基本外部 存储器，它的磁盘片是一般是硬质合金圆片，并固定安装在驱动 器内部，所以简称为硬盘。 它的存储容量大，速度快。硬盘至今仍是计算机的标准配置，并 随着存储技术的发展，其容量由早期的10余MB发展到现在的几百 GB，使计算机具备了海量存储的能力。
• 1. 每个设备都对应文件系统中的一个索引节点（i-node），都有 一个文件名。
• 2. 应用程序通常可以通过系统调用open（）打开设备文件，建立 起与目标设备的连接。
• 3. 对设备的使用类似于对文件的存取。 • 4. 设备驱动程序都是系统内核的一部分，它们必须为系统内核或
者它们的子系统提供一个标准的接口。 • 5. 设备驱动程序使用一些标准的内核服务，如内存分配等。
7.2.1 硬盘的特点
硬盘的驱动器和盘片是一个整体，硬盘的存储介质由若干个涂 有磁粉的金属圆盘片同轴叠加在一起构成，硬盘的磁头组与盘片 是非接触式，磁头是漂浮在盘片上方的，因而硬盘的转速很快， 常见有5400转/分、7200转/分和10000转/分。 硬盘是全封闭式，硬盘采用的密封式金属外壳使硬盘驱动器具备 一定的强度，保护内部的其它组件，密封式有助于防止灰尘进入 硬盘内部。