• I/O设备的分配与回收

    文章目录

    设备分配时应该考虑的因素

    固有属性

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    • 独占设备
    • 共享设备
    • 虚拟设备

    设备的分配算法

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    设备分配中的安全性

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    • 安全分配方式：就是为进程分配应该设备后就将进程阻塞，本次I/O完成后才将进程唤醒——也就是一个时间端内每个进程只能使用一个设备
      • 破坏了请求和保持的条件，在请求I/O设备这个临界资源的时候不会死锁
      • 对于一个进程来说，CPU和I/O设备只能串行进行工作
    • 不安全分配方式：进程发出I/O请求后，系统为其分配I/O设备，进程可继续执行，之后还可以发出新的I/O请求，只有某个I/O请求得不到满足才会将进程阻塞
      • 这种进程的计算任务和I/O任务可以并行处理，是进程迅速推进
      • 但是这种据可能发生死锁

    静态分配与动态分配

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    设备管理分配需要的数据结构

    设备、控制器、通道之间的关系：
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    设备控制表—DCT

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    • 系统为每个设备配置一张设备控制表，用于记录设备情况
      • 设备类型 比如打印机/键盘等
      • 设备标识符——物理设备名，系统中的每个设备的物理名唯一
      • 设备状态 空闲/忙率/故障
      • 指向控制器表的指针——每个设备由一个控制器控制，该指针可以找到相应的控制的信息
      • 重复执行次数或者时间：当重复执行多次I/O操作后任然不成功，才认为次数I/O失败
      • 设备队列的队首指针——指向正在等待该设备的进程队列，由进程PCB组成的队列

    控制器控制表—COCT

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    • 控制器标识符——各个控制器的唯一ID
    • 控制器状态——忙率/空闲/故障
    • 指向通道表的指针
    • 控制器队列的队首指针和队尾指针

    通道控制表——CHCT

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    • 通道标识符
    • 通道状态
    • 与通道连接的控制器表首址：可通过该指针找到该通道管理的所以控制器的相关信息
    • 通道队列的队首指针和通道队列的队尾指针

    系统设备表—SDT

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    • 记录了系统中全部设备的情况，每一个设备对应一个表目

    设备分配的步骤

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    • 根据进程请求的物理设备名查找SDT（物理设备名是进程请求分配设备时候提供的参数）

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    • 根据物理设备名查找到了DCT，根据设备控制板，若设备忙就将进程的PCB挂到设备等待队列，不忙则将设备分配给进程

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    • 根据设备控制表找到我们控制器控制表，若控制器忙率则将进程PCB挂到控制器等待队列，不忙碌则将控制器分配给进程

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    • 根据控制器控制表找到对应的通道控制表，只有这三个设备，控制器，通道都匹配成功，这次设备分配才算成功，之后便可启动I/O设备进行数据传送

    这种方式的缺点

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    • 用户编程必须使用物理设备名，底层细节队用户不透明，不方便编程
    • 若换了一个物理设备，则程序无法运行
    • 若进程请求的物理设备正在忙碌，则即使系统中还有同类型的设备，进程也必须阻塞等待

    解决方法

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    • 建立逻辑设备与物理设备名的映射机制，我们用户在编程的时候提供逻辑设备名
    • 我们提供的逻辑名就是设备的类型，如果操作系统给这个逻辑名分配了一个物理设备，那么操作习题会在逻辑设备表中新增一个表项

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  • 原文地址：https://blog.csdn.net/qq_50985215/article/details/127742760