第六章 设备管理(1).ppt
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第六章-设备更新与租赁的经济分析PPT课件
解：ACX=6000（A/P，15%，6）-2000（A/F，15%，6）
+7500
=6000 0.26424-2000 0.11424+7500=8856.8（元）
ACY=24000（A/P，15%，10）-3000（A/F，15%，10） +4000
=24000 0.19925-3000 0.04925+4000=8635.3（元）
44392 .35 方案3：如果设备A使用2年，然后更换使用设备B，则其产生的效益为：
NPV 3 100000 30000( P/F,10%,2) (80000 30000)( P/A,10%,2)
[-300000 240000( P/F,10%,1) (150000 50000)( P/A,10%,1)]( P/F,10%,2)
49000
7000
可编辑
动态：
年 设备 份 原值
ab
设备 （P/F， 残值 残值 i，t) 现值
d
c
e=c
×d
年使 用费
f
使用 费现
值
g=f× d
使用费 总使用
累计现 成本现 (A/P， 年均
值
值 i，T） 成本
h=∑g k=b- l m=k×
e+h
l
1 16000 10000 .909 9090 2000 1818 1818 8728 1.1 9601
2．动态
n
Cn Sn M n K0 ( A / P,i, n) Ln ( A / F,i, n) [ M t (P / F,i,t)](A / P,i, n) t 1 n
[K0 Ln (P / F,i, n) Mt (P / F,i,t)](A / P,i, n) t 1
+7500
=6000 0.26424-2000 0.11424+7500=8856.8（元）
ACY=24000（A/P，15%，10）-3000（A/F，15%，10） +4000
=24000 0.19925-3000 0.04925+4000=8635.3（元）
44392 .35 方案3：如果设备A使用2年，然后更换使用设备B，则其产生的效益为：
NPV 3 100000 30000( P/F,10%,2) (80000 30000)( P/A,10%,2)
[-300000 240000( P/F,10%,1) (150000 50000)( P/A,10%,1)]( P/F,10%,2)
49000
7000
可编辑
动态：
年 设备 份 原值
ab
设备 （P/F， 残值 残值 i，t) 现值
d
c
e=c
×d
年使 用费
f
使用 费现
值
g=f× d
使用费 总使用
累计现 成本现 (A/P， 年均
值
值 i，T） 成本
h=∑g k=b- l m=k×
e+h
l
1 16000 10000 .909 9090 2000 1818 1818 8728 1.1 9601
2．动态
n
Cn Sn M n K0 ( A / P,i, n) Ln ( A / F,i, n) [ M t (P / F,i,t)](A / P,i, n) t 1 n
[K0 Ln (P / F,i, n) Mt (P / F,i,t)](A / P,i, n) t 1
《Linux设备管理》PPT课件 (2)
• 缓冲区地址
• 适配器中的缓冲区所映射的内存地址范围
• DMA通道号
• 设备申请DMA使用的DMA通道号码
• 在安装设1备3 时，由系统为适配器分配这些资源，并保 证各个设备的资源彼此不相冲突。
第六章 Linux设备管理
• 设备管理概述 • 总线、桥、端口、接口 • 设备驱动 • Linux块设备管理
• 字符设备与块设备
• 字符设备：终端设备(显示器、键盘、鼠标等)、打印 机、串口设备
• 顺序访问
• 块设备3：磁盘、光盘、闪存
• 随即访问 • 块设备都是以“文件系统挂载”的方式进行访问
设备管理
• 设备管理目标
• 从资源的角度出发
• 要尽可能地提高设备的使用效率，提高I/O系统的性能；
• 从用户的角度出发
设备与系统的接口
• 外部物理设备无法直接与CPU相连接的，存在以下差 异
• 控制方式不同
• CPU是数字化命令，而设备需要物理信号来控制
• 传输方式不同
• CPU以字节为数据传输单位，设备可能以位或者块为单位
• 速度不匹配
• 设备的工作速度要比CPU慢许多
• 时序不一致
• 设备的定时控制电路，难以与CPU的时钟一致
• 字符设备 • 网络设备/时钟设备/终端设备
• 设备管理相1 关技术
• 中断 • DMA
设备分类 (1)
• 输入设备、输出设备
• 输入设备：键盘、鼠标 • 输出设备：显示器、打印机 • 输入/输出设备：磁盘、网络、串口设备
• 系统设备与外部设备
• 系统设备：系统时钟、系统扬声器、总线接口
• 系统设备的驱动由内核本身完成
• a processor communicates wit h its surrounding devices is through a series of electric al connections (line).
• 适配器中的缓冲区所映射的内存地址范围
• DMA通道号
• 设备申请DMA使用的DMA通道号码
• 在安装设1备3 时，由系统为适配器分配这些资源，并保 证各个设备的资源彼此不相冲突。
第六章 Linux设备管理
• 设备管理概述 • 总线、桥、端口、接口 • 设备驱动 • Linux块设备管理
• 字符设备与块设备
• 字符设备：终端设备(显示器、键盘、鼠标等)、打印 机、串口设备
• 顺序访问
• 块设备3：磁盘、光盘、闪存
• 随即访问 • 块设备都是以“文件系统挂载”的方式进行访问
设备管理
• 设备管理目标
• 从资源的角度出发
• 要尽可能地提高设备的使用效率，提高I/O系统的性能；
• 从用户的角度出发
设备与系统的接口
• 外部物理设备无法直接与CPU相连接的，存在以下差 异
• 控制方式不同
• CPU是数字化命令，而设备需要物理信号来控制
• 传输方式不同
• CPU以字节为数据传输单位，设备可能以位或者块为单位
• 速度不匹配
• 设备的工作速度要比CPU慢许多
• 时序不一致
• 设备的定时控制电路，难以与CPU的时钟一致
• 字符设备 • 网络设备/时钟设备/终端设备
• 设备管理相1 关技术
• 中断 • DMA
设备分类 (1)
• 输入设备、输出设备
• 输入设备：键盘、鼠标 • 输出设备：显示器、打印机 • 输入/输出设备：磁盘、网络、串口设备
• 系统设备与外部设备
• 系统设备：系统时钟、系统扬声器、总线接口
• 系统设备的驱动由内核本身完成
• a processor communicates wit h its surrounding devices is through a series of electric al connections (line).
操作系统第6章(设备管理习题与解答)
第6章设备管理习题与解答6.1 例题解析例6.2.1 何谓虚拟设备？请说明SPOOLing系统是如何实现虚拟设备的。
解本题的考核要点是虚拟设备的实现方法。
虚拟设备是指利用软件方法，比如SPOOLing系统，把独享设备分割为若干台逻辑上的独占的设备，使用户感受到系统有出若干独占设备在运行。
当然，系统中至少一台拥有物理设备，这是虚拟设备技术的基础。
SPOOLing系统又称“假脱机I/O系统”，其中心思想是，让共享的、高速的、大容量外存储器（比如，磁盘）来模拟若干台独占设备，使系统中的一台或少数几台独占设备变成多台可并行使用的虚拟设备。
SPOOLing系统主要管理外存上的输入井和输出井，以及内存中的输入缓冲区和输出缓冲区。
其管理进程主要有输入和输出进程，负责将输入数据装入到输入井，或者将输出井的数据送出。
它的特点是：提高了 I/O操作的速度；将独占设备改造为共享设备；实现了虚拟设备功能。
例 6.2.2 有关设备管理要领的下列叙述中，( )是不正确的。
A．通道是处理输入、输出的软件B．所有外围设备都由系统统一来管理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贮器中的E．由用户给出的设备编号是设备的绝对号解本题的考核要点是设备管理的基本概念。
(1) 通道是计算机上配置的一种专门用于输入输出的设备，是硬件的组成部分。
因此A是错误的。
(2) 目前常见I/O系统其外部设备的驱动和输入输出都由系统统一管理。
因此B是对的。
(3) 设备管理模块中的底层软件中配有专门处理设备中断的处理程序。
通道中断属于设备中断的一种。
因此C是对的。
(4) 通道设备自身只配有一个简单的处理装置（CPU），并不配有存储器，它所运行的通道程序全部来自内存。
因此D是对的。
(5) 系统在初启时为每台物理设备赋予一个绝对号，设备绝对号是相互独立的。
由用户给出的设备号只能是逻辑编号，由系统将逻辑号映射为绝对号。
因此E是错误的。
第六章 设备管理Devices Management
字节多路通道 Byte Multiplexor Channel
在这种通道中，通常都含有较多个（8，16， 32）非分配型子通道，每一个子通道连接一台 I/O设备。这些子通道按时间片轮转方式共享主 通道。一个子通道完成一个字节的传送后，立 即让出字节多路通道（主通道），给另一个子 通道使用。它适用于连接低速或中速设备，如 打印机、终端等。
统中也广泛采用，但系统开销较大，每次进行输入输出工作， 都需要由主机CPU干预
– 中断方式（Interrupt）：有硬中断和软中断之分，中断按级
别分类排队工作；可按字符、字、块的传递产生中断；实时控 制常用实时时钟中断，起自动控制作用；中断工作主要由中断 请求、中断响应和中断服务处理组成。“中断”的产生使管理 工作更能“自动化”
• 是请求I/O的进程与设备控制器间的一个通信程序 • 与I/O设备的特性紧密相关 • 与I/O控制方式紧密相关
– 可以用汇编或高级语言开放驱动程序
• WinDriver • DDK • 资源：驱动开发网()
I/O的控制方式
程序直接控制方式 中断方式 DMA方式 通道技术
I/O的控制方式-程序直接控制
由于CPU中无中断机构，I/O设备无法向CPU报 告它已完成了一个字符的输入操作，导致CPU 不停地检查它要取的数据是否已达寄存器。
在I/O操作时CPU忙等
工作过程非常简单，但CPU利用率很低
I/O的控制方式-中断方式
设备控制器负责向CPU汇报数据是否已到达 （以中断方式）；以字（节）为单位进行I/O的； CPU以字（节）为单位进行干预。
优点
– 方便用户编程 – 使用程序的运行不受具体的机器环境的限制 – 如果配备打印机，输入信息送到打印机，否则可将
操作系统第六章设备管理
输入型虚拟设备的实现
• 对于输入型虚拟设备，数据的流向： • 假定用于输入的独占型设备时读卡机，用 于实现虚拟设备的共享型设备时磁盘，则 对于进程所发出的资料申请命令，使用命 令及释放命令，操作系统需要完成的工作 如下：
影响磁盘I/O性能的技术
• 从磁盘读数据的过程：寻道时间（当前位 置→指定位置）+旋转延迟（定位扇区）+ 数据传输时间=访问时间
§6.2 计算机I/O子系统的组成
• 总线型I/O系统的结果
处理机 内存
I/O设备
I/O设备
I/O设备
I/O设备
通道型I/O系统
处理机
内存
I/O通道 I/O设备 I/O设备
I/O通道 I/O设备
I/O通道 I/O设备 I/O设备
具有控制器的I/O系统结构
• 传统的设备=机械部分+电子部分 • 电子部分在系统的控制下驱动机械部分运转，完 成I/O操作 • 由于设备中电子部分比机械部分的速度快得多， 为了减低硬件成本，将电子部分从设备中分离出 来作为一个独立的部件，这就是控制器 • 分离之后的设备仅由机械部分构成，一个控制器 可与多个设备相连，交替地或分时地控制与其相 关联的设备，例如，磁盘控制器可以控制多个磁 盘驱动器
• 配合操作系统分配/再分配硬件资源 • 加载相应的驱动程序
– 当系统中加入新设备时，如果操作系统中没有 集成相应设备的驱动程序，则会要求用户指定 驱动程序的位置并完成驱动程序的安装
设备驱动的程序
• 设备驱动程序一般由设备制造商提供，不 包含在操作系统中 • 但是，为了方便用户，操作系统软件包中 通常会集成提供标准的，通用的或者流行 的，常用设备厂商的设备驱动程序供用户 选择 • 从系统分层的观点来讲，设备驱动程序可 以说操作系统的一部分，也可以被认为硬 件设备的一部分。
第六章设备管理
有多个访问者请求磁盘操作，此时系统采用一定的 调度策略来决定各等待访问者的执行次序，所以系 统决定等待磁盘访问者的执行次序的工作就是磁盘 的“驱动调度” 4、对磁盘进行驱动调度的目的：尽可能的降低多个 访问者执行输入输出操作的总时间，增加单位时间 内的输入输出操作次数，有利于系统效率的提高。
第六章设备管理
_______________。
第六章设备管理
4、SPOOL系统的组成和实现： 井：为实现虚拟设备在磁盘上划出的专用存储空间，用 于存放作业的初始信息和执行结果。 SPOOL系统由三部分程序组成： 预输入程序。通过该程序把作业流中每个作业的初始信 息传送到“输入井”保存起来以以备作业执行时使用。 井管理程序：通过该程序来保证作业正确及时地从“井” 中读取或写入信息。它使得每个用户感觉到自己都在 使用独立的输入输出设备。 缓输出程序。它负责查看“输出井”中是否有待输出的 结果信息，若有则启动打印机把作业结果输出。
第六章设备管理
3、虚拟设备的实现原理：对于多道程序，输入时
将一批作业的信息通过输入设备预先传送到磁盘上。 输出时将作业产生的结果也全部暂时存在磁盘上而 不直接输出，直到一个作业得到全部结果而执行结 束时再行输出。（就是用磁盘来模拟输入机和打印 机的工作，把它们的工作内容先保存起来，然后一 并执行）
第六章设备管理
• 三、独占设备的分配（领会）
1、独占设备的绝对号与相对号 这和绝对地址/相对地址的概念类似。绝对号就是将 每一台设备确定一个编号（相当于一个绝对地址）。 相对号就是为了用户程序的方便而设的，在用户请 求使用时，采用“设备类-相对号”来提出使用设 备要求。由系统建立绝对号与“设备类-相对号” 之间的关系，就能正确启用设备了。
• 3、对磁盘而言，输入输出操作的信息传送单位为：（ ）
第六章设备管理
_______________。
第六章设备管理
4、SPOOL系统的组成和实现： 井：为实现虚拟设备在磁盘上划出的专用存储空间，用 于存放作业的初始信息和执行结果。 SPOOL系统由三部分程序组成： 预输入程序。通过该程序把作业流中每个作业的初始信 息传送到“输入井”保存起来以以备作业执行时使用。 井管理程序：通过该程序来保证作业正确及时地从“井” 中读取或写入信息。它使得每个用户感觉到自己都在 使用独立的输入输出设备。 缓输出程序。它负责查看“输出井”中是否有待输出的 结果信息，若有则启动打印机把作业结果输出。
第六章设备管理
3、虚拟设备的实现原理：对于多道程序，输入时
将一批作业的信息通过输入设备预先传送到磁盘上。 输出时将作业产生的结果也全部暂时存在磁盘上而 不直接输出，直到一个作业得到全部结果而执行结 束时再行输出。（就是用磁盘来模拟输入机和打印 机的工作，把它们的工作内容先保存起来，然后一 并执行）
第六章设备管理
• 三、独占设备的分配（领会）
1、独占设备的绝对号与相对号 这和绝对地址/相对地址的概念类似。绝对号就是将 每一台设备确定一个编号（相当于一个绝对地址）。 相对号就是为了用户程序的方便而设的，在用户请 求使用时，采用“设备类-相对号”来提出使用设 备要求。由系统建立绝对号与“设备类-相对号” 之间的关系，就能正确启用设备了。
• 3、对磁盘而言，输入输出操作的信息传送单位为：（ ）
06章 会展场馆和设施设备管理
微观方面，展馆的规划设计要符合市场 的需要，必须通过认真的市场调研
和科学的技术论证。
2021/7/27
20
1、场址选择规划
国外现代化展览中心的场址一般都选在 城郊结合部，并将交通条件、环境条件 和地形条件作为选址的三大要素进行论 证，做到场址选择与市政规划相吻合。
展览中心虽然不宜建在最繁华地带，但 交通可达性必须要好。一般要求场址靠 近国际机场，并且有两条以上高速公路 从周围通过。
2021/7/27
21
2、预留发展规划
展览中心建设规划必须要有前瞻性的考虑， 一些展览中心将来会有扩建的需要。如果没有预 留地，就会成为进一步发展的阻碍因素。
从这个角度来看，如果一味追求让展览中心 成为城市标志性建筑，将其建在拥挤的市中心， 就会给土地使用造成很大限制。因为没有扩建余 地而只能向高层发展，这会给货物进出、展馆地 面承重等带来一系列问题。
23
4．展厅要素规划
（1） 展厅外观：经济实用 ，坚固美观 （2） 展厅面积：
通常展厅面积大约为净面积的 2 倍， 单层单体 1 万平方米
（3） 展厅的层高：13-16米
（4） 地面条件：地面状况和地面承重 （5） 细节问题：出入口、卫生间、通道宽度
2021/7/27
24
5．布展空间规划
展厅的立面规划组织应在平面图的基 础上，根据各具展示功能的地面分区，考 虑展线的分配，确定具体的展示内容和表 现形式。
中国的展馆建设正明显朝着大规模的 方向发展。 1999年，场馆总面积超过10万
平方米的会展中心只有四家。截至2002年 底，我国场馆总面积达到和超过10万平方 米的场馆达10家，室内展览面积超过5万 平方米的场馆达16家。
2021/7/27
和科学的技术论证。
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1、场址选择规划
国外现代化展览中心的场址一般都选在 城郊结合部，并将交通条件、环境条件 和地形条件作为选址的三大要素进行论 证，做到场址选择与市政规划相吻合。
展览中心虽然不宜建在最繁华地带，但 交通可达性必须要好。一般要求场址靠 近国际机场，并且有两条以上高速公路 从周围通过。
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2、预留发展规划
展览中心建设规划必须要有前瞻性的考虑， 一些展览中心将来会有扩建的需要。如果没有预 留地，就会成为进一步发展的阻碍因素。
从这个角度来看，如果一味追求让展览中心 成为城市标志性建筑，将其建在拥挤的市中心， 就会给土地使用造成很大限制。因为没有扩建余 地而只能向高层发展，这会给货物进出、展馆地 面承重等带来一系列问题。
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4．展厅要素规划
（1） 展厅外观：经济实用 ，坚固美观 （2） 展厅面积：
通常展厅面积大约为净面积的 2 倍， 单层单体 1 万平方米
（3） 展厅的层高：13-16米
（4） 地面条件：地面状况和地面承重 （5） 细节问题：出入口、卫生间、通道宽度
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5．布展空间规划
展厅的立面规划组织应在平面图的基 础上，根据各具展示功能的地面分区，考 虑展线的分配，确定具体的展示内容和表 现形式。
中国的展馆建设正明显朝着大规模的 方向发展。 1999年，场馆总面积超过10万
平方米的会展中心只有四家。截至2002年 底，我国场馆总面积达到和超过10万平方 米的场馆达10家，室内展览面积超过5万 平方米的场馆达16家。
2021/7/27
物业设备管理培训供暖与燃气供应培训ppt课件
➢系统工作前，先打开给水管上的阀门，向系统内
充水，如果给水压力不足，则开动水泵加压，此 时系统中的空气从排气装置和膨胀水箱排出；系 统充满水后，开动锅炉，水在锅炉中被加热到一 定温度；热水在水泵的作用下沿着供水干管、用 户供水管流进散热器，并通过散热器将热量释放 到供暖房间内；释放热量后的回水温度降低，沿 用户回水管、回水干管，并经除污器除掉其中的 杂质（铁锈、污泥）后，被水泵加压，流回锅炉 中再进行加热。
30
第六讲完 ！
谢谢听讲 ！
31
32
10
单—双管散热系统
➢适用于高层建筑的 供暖系统中。
（2）水平式单管散热系统
➢① 构造简单，经济性好； ➢② 管路简单，无穿过各楼层的立管，施工方便； ➢③ 水平管可以敷设在顶棚或地沟内，便于隐蔽； ➢④ 便于进行分层管理和调节。
➢但排气方式要比垂直式系统复杂些，它需要在散热器上设置冷 风阀分散排气，或在同层散热器上串接一根空气管集中排气。 11
26
一、室内燃气供应系统的维护与管理 的内容
1 燃气设施的检查和报修 2 燃气设施的保养和维修 3 安全用气宣传 4 室内燃气设施的安全管理
27
二、室内燃气管道及部件的维护
1 室内燃气管道的外观检查 2 室内燃气管道漏气的检查和处理 需注意的是，必须严禁用明火查找漏气点。 3 燃气表的养护
三、室内燃气安全
28
1．室内燃气作业的注意事项和安全措施
① 严格遵守各项燃气操作规程，熟悉系统情况。 ② 不允许带气作业，要关闭引入管总阀门。 ③ 一律不准采用气焊切割和电、气焊作业。 ④ 维修结束后，作业范围及周围严禁一切火种。置换
时的混合气体不准在室内排放。
⑤ 供入的燃气不准在燃气灶上点火试验。 ⑥ 不准在炉膛内排放所置换的混合气体。燃气用具如
充水，如果给水压力不足，则开动水泵加压，此 时系统中的空气从排气装置和膨胀水箱排出；系 统充满水后，开动锅炉，水在锅炉中被加热到一 定温度；热水在水泵的作用下沿着供水干管、用 户供水管流进散热器，并通过散热器将热量释放 到供暖房间内；释放热量后的回水温度降低，沿 用户回水管、回水干管，并经除污器除掉其中的 杂质（铁锈、污泥）后，被水泵加压，流回锅炉 中再进行加热。
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10
单—双管散热系统
➢适用于高层建筑的 供暖系统中。
（2）水平式单管散热系统
➢① 构造简单，经济性好； ➢② 管路简单，无穿过各楼层的立管，施工方便； ➢③ 水平管可以敷设在顶棚或地沟内，便于隐蔽； ➢④ 便于进行分层管理和调节。
➢但排气方式要比垂直式系统复杂些，它需要在散热器上设置冷 风阀分散排气，或在同层散热器上串接一根空气管集中排气。 11
26
一、室内燃气供应系统的维护与管理 的内容
1 燃气设施的检查和报修 2 燃气设施的保养和维修 3 安全用气宣传 4 室内燃气设施的安全管理
27
二、室内燃气管道及部件的维护
1 室内燃气管道的外观检查 2 室内燃气管道漏气的检查和处理 需注意的是，必须严禁用明火查找漏气点。 3 燃气表的养护
三、室内燃气安全
28
1．室内燃气作业的注意事项和安全措施
① 严格遵守各项燃气操作规程，熟悉系统情况。 ② 不允许带气作业，要关闭引入管总阀门。 ③ 一律不准采用气焊切割和电、气焊作业。 ④ 维修结束后，作业范围及周围严禁一切火种。置换
时的混合气体不准在室内排放。
⑤ 供入的燃气不准在燃气灶上点火试验。 ⑥ 不准在炉膛内排放所置换的混合气体。燃气用具如
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算机加 工好的信息输出给外部世界，如打印机，显示器等。
由于输入/输出设备上的信息往往是以字符为单位组织的， 所以这种设备也称面向字符的设备，或称字符设备。
存储设备： 通常包括磁盘（硬盘和软盘）、磁带等。 在物理上往往是按字符块组织的。块设备。 ⑷按设备的共享属性 独占设备： 一段时间内只允许一个用户（进程）访问的设备。即临 界资源。要互斥地访问，直至释放，它的分配有可能引 起进程死锁。 共享设备： 一段时间内允许多个进程同时访问的设备。每个时刻还 是只允许一个进程访问。是可寻址和随即访问的设备， 典型是磁盘。 虚拟设备：
OS
传送 用户进程
输入 I/O设备
6.1.3 I/O系统的结构 两大类： 主机I/O系统和微机I/O系统 注：控制器的概念 是CPU和I/O之间的接口。是设备的电子部分。它接收从 CPU发送来的命令，并去控制I/O设备工作，使CPU从设 备控制中解脱出来。可分为控制字符或块设备的控制器。 它的功能有：接收和识别命令、数据交换、设备状态的 了解和报告、地址识别的功能，由与CPU的接口、与机 械部分的接口、I/O逻辑以及地址译码器、数据寄存器、 状态寄存器组成，通过三类信号线与CPU通信。
OS
传送 用户进程
输入 I/O设备
⑶多缓冲（缓冲池） 阵发性的输入、输出。 时而I/O的输入速度高于CPU的消耗数据速度，缓冲区满 而I/O空闲；时而相反，CPU处于等待。 用多个缓冲区构成缓冲池，一般就可协调CPU和I/O之间 的并行工作。提高了处理速度，但是空间消耗增加了。 在UNIX系统，使用这种多重缓冲技术。
1.引入：
★引入缓冲区的目的： ⑴缓和CPU与I/O设备间速度不匹配的矛盾。 凡在数据到达率与离去率不同的地方，都可设置缓冲， 以缓和它们速度不匹配的矛盾。程序是时而计算或产生 输出，有了缓冲，和打印机之间就可以并行工作了。 ⑵提高CPU和I/O设备之间的并行性。 显著地提高CPU和设备的并行操作程度，提高系统的吞 吐量和设备的利用率。 ⑶减少对CPU的中断次数，对中断响应时间的要求。 假设从远地终端发来的数据仅用一位缓冲接收和8位缓冲 寄存器，CPU的中断频率明显减少。
3.缓冲区的设置
⑴单缓冲
每当一个用户进程发出一I/O请求时，OS便在内存中为之
分配一缓冲区。用于当数据到达率与离去率相差很大情
况。
OS
用户进程
传送
输入 I/O设备
⑵双缓冲 为了加快输入、输出速度和提高设备利用率，引入了双 缓冲工作方式，适用于信息的输入和输出速率相同（或 相差不大）而且低频度活动的I/O系统。又称为缓冲对换 技术。 为输入或输出分配两个缓冲区。 在读入时，输入设备首先填满buf1，进程从buf1提取数据 的同时，输入设备填充buf2。当buf1出空时，进程又可从 buf2提取数据，与此同时，输入设备又可填充buf1。这两 个缓冲区如此交替使用，使CPU和输入设备并行操作程 度进一步提高。只有当两个缓冲区都出空，进程还要提 取数据时，该进程才被迫等待。
第六章 设备管理
I/O管理是负责数据传输控制和对计算机系统中除中央处 理机、主存之外的所有其他设备的管理. 在计算机中，除了CPU和内存外，还需要用于实现信息 输入、输出和存储的设备。 设备管理程序便是用于对这类设备进行控制和管理的一 组程序。
6.1设备管理概述
6.1.1设备的分类和标识 1.设备分类：
字符设备：用于数据的输入输出。无结构设备。传输速 率低，不可寻址，字符设备在I/O时常采用中断驱动方式。 如打印机、交互式终端等。 ⑶按照工作特性， 输入/输出设备 ①输入设备 计算机用来“感受”或“接触”外部世界的设备，将从
外部来 的信息输入给计算机，如卡片输入机，电传输入机等。 ②输出设备 计算机用来“影响”或“控制”外部世界的设备，将计
2.缓冲区的工作思想： 读和写的过程
写
写
CPU
缓冲区
I/O
读ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
读
当用户要求在某个设备上进行读操作时，从系统中获得一个空的 缓冲区，并将数据读到缓冲区中。当用户要求使用这些数据时， 系统从缓冲区中提取并发送到用户的进程存贮区中。当缓冲区 空而进程又要求从中取用数据时，该进程被迫等待。此时， 操作系统需要重新送数据填满缓冲区，然后进程从中取数据 继续运行。 用户要求写时，获空缓冲区，将数据从进程存贮区写到缓冲区，直 到完全填满，后系统将缓冲区中内容写到设备上，使缓冲区空。当 设备来不及使寄存器空，而进程还要写，则等待。
通过虚拟技术将一台独占设备变换为若干台逻辑设备，供 若干用户（进程）同时使用的设备。 ⑸按从属关系 系统设备 用户设备
2.设备标识：
各系统对设备命名的基本思想相似，系统按照某种原则为 每台设备分配一个惟一的号码，用作设备控制器识别设备 的代号，称作设备的绝对号（或绝对地址）。如同内存中 每一单元都有一个地址那样。
从OS系统观点看，重要的性能指标有：数据传输速率、 数据的传输单位、设备共享属性等。所以可以从不同角 度对它们分类。 ⑴按传输速率， 低速设备，几个至数百字节每秒。有键盘、鼠标等； 中速设备，数千至数十千字节每秒。有行式打印机、激 光打印机等； 高速设备，数百千至数兆字节每秒。有磁盘机、磁带机、 光盘机等。 ⑵按信息的交换单位： 块设备：用于存储信息。有结构设备，典型的块设备是 磁盘，基本特征是其传输速率较高，可寻址I/O采用DMA 方式。
设备被多个用户共享，设备名由两部分构成：主设备号 （类型号）和次设备号。用户自己规定的所用同类设备 中的第几台。用户提出使用设备申请，使用系统规定的 设备类型号以及用户自己规定的设备相对号，由操作系 统进行“地址转换”，变成系统中的设备绝对号。
6.1.2缓冲技术
在现代OS 中，几乎所有的I/O设备在与处理机（内存） 交换数据时，都使用了缓冲区。因为提高I/O速度和设备 的利用率，在很大程度上都需要借助于缓冲技术来实现。 缓冲管理的主要功能就是组织好这些缓冲区，并提供获 得和释放缓冲区的手段。
缓冲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。 缓冲器容量较小，是用来暂时存放数据的一种存贮装置， 且是以硬件的方法来实现缓冲的。由于经济上的考虑， 除了在关键的地方采用少量必要的硬件缓冲器之外，大 都采用软件缓冲。 软件缓冲区是指在I/O期间用来临时存放输入输出数据的 一块存贮区域。缓冲是为了解决中央处理机的速度和I/O 设备的速度不匹配的问题而提出来的。
由于输入/输出设备上的信息往往是以字符为单位组织的， 所以这种设备也称面向字符的设备，或称字符设备。
存储设备： 通常包括磁盘（硬盘和软盘）、磁带等。 在物理上往往是按字符块组织的。块设备。 ⑷按设备的共享属性 独占设备： 一段时间内只允许一个用户（进程）访问的设备。即临 界资源。要互斥地访问，直至释放，它的分配有可能引 起进程死锁。 共享设备： 一段时间内允许多个进程同时访问的设备。每个时刻还 是只允许一个进程访问。是可寻址和随即访问的设备， 典型是磁盘。 虚拟设备：
OS
传送 用户进程
输入 I/O设备
6.1.3 I/O系统的结构 两大类： 主机I/O系统和微机I/O系统 注：控制器的概念 是CPU和I/O之间的接口。是设备的电子部分。它接收从 CPU发送来的命令，并去控制I/O设备工作，使CPU从设 备控制中解脱出来。可分为控制字符或块设备的控制器。 它的功能有：接收和识别命令、数据交换、设备状态的 了解和报告、地址识别的功能，由与CPU的接口、与机 械部分的接口、I/O逻辑以及地址译码器、数据寄存器、 状态寄存器组成，通过三类信号线与CPU通信。
OS
传送 用户进程
输入 I/O设备
⑶多缓冲（缓冲池） 阵发性的输入、输出。 时而I/O的输入速度高于CPU的消耗数据速度，缓冲区满 而I/O空闲；时而相反，CPU处于等待。 用多个缓冲区构成缓冲池，一般就可协调CPU和I/O之间 的并行工作。提高了处理速度，但是空间消耗增加了。 在UNIX系统，使用这种多重缓冲技术。
1.引入：
★引入缓冲区的目的： ⑴缓和CPU与I/O设备间速度不匹配的矛盾。 凡在数据到达率与离去率不同的地方，都可设置缓冲， 以缓和它们速度不匹配的矛盾。程序是时而计算或产生 输出，有了缓冲，和打印机之间就可以并行工作了。 ⑵提高CPU和I/O设备之间的并行性。 显著地提高CPU和设备的并行操作程度，提高系统的吞 吐量和设备的利用率。 ⑶减少对CPU的中断次数，对中断响应时间的要求。 假设从远地终端发来的数据仅用一位缓冲接收和8位缓冲 寄存器，CPU的中断频率明显减少。
3.缓冲区的设置
⑴单缓冲
每当一个用户进程发出一I/O请求时，OS便在内存中为之
分配一缓冲区。用于当数据到达率与离去率相差很大情
况。
OS
用户进程
传送
输入 I/O设备
⑵双缓冲 为了加快输入、输出速度和提高设备利用率，引入了双 缓冲工作方式，适用于信息的输入和输出速率相同（或 相差不大）而且低频度活动的I/O系统。又称为缓冲对换 技术。 为输入或输出分配两个缓冲区。 在读入时，输入设备首先填满buf1，进程从buf1提取数据 的同时，输入设备填充buf2。当buf1出空时，进程又可从 buf2提取数据，与此同时，输入设备又可填充buf1。这两 个缓冲区如此交替使用，使CPU和输入设备并行操作程 度进一步提高。只有当两个缓冲区都出空，进程还要提 取数据时，该进程才被迫等待。
第六章 设备管理
I/O管理是负责数据传输控制和对计算机系统中除中央处 理机、主存之外的所有其他设备的管理. 在计算机中，除了CPU和内存外，还需要用于实现信息 输入、输出和存储的设备。 设备管理程序便是用于对这类设备进行控制和管理的一 组程序。
6.1设备管理概述
6.1.1设备的分类和标识 1.设备分类：
字符设备：用于数据的输入输出。无结构设备。传输速 率低，不可寻址，字符设备在I/O时常采用中断驱动方式。 如打印机、交互式终端等。 ⑶按照工作特性， 输入/输出设备 ①输入设备 计算机用来“感受”或“接触”外部世界的设备，将从
外部来 的信息输入给计算机，如卡片输入机，电传输入机等。 ②输出设备 计算机用来“影响”或“控制”外部世界的设备，将计
2.缓冲区的工作思想： 读和写的过程
写
写
CPU
缓冲区
I/O
读ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
读
当用户要求在某个设备上进行读操作时，从系统中获得一个空的 缓冲区，并将数据读到缓冲区中。当用户要求使用这些数据时， 系统从缓冲区中提取并发送到用户的进程存贮区中。当缓冲区 空而进程又要求从中取用数据时，该进程被迫等待。此时， 操作系统需要重新送数据填满缓冲区，然后进程从中取数据 继续运行。 用户要求写时，获空缓冲区，将数据从进程存贮区写到缓冲区，直 到完全填满，后系统将缓冲区中内容写到设备上，使缓冲区空。当 设备来不及使寄存器空，而进程还要写，则等待。
通过虚拟技术将一台独占设备变换为若干台逻辑设备，供 若干用户（进程）同时使用的设备。 ⑸按从属关系 系统设备 用户设备
2.设备标识：
各系统对设备命名的基本思想相似，系统按照某种原则为 每台设备分配一个惟一的号码，用作设备控制器识别设备 的代号，称作设备的绝对号（或绝对地址）。如同内存中 每一单元都有一个地址那样。
从OS系统观点看，重要的性能指标有：数据传输速率、 数据的传输单位、设备共享属性等。所以可以从不同角 度对它们分类。 ⑴按传输速率， 低速设备，几个至数百字节每秒。有键盘、鼠标等； 中速设备，数千至数十千字节每秒。有行式打印机、激 光打印机等； 高速设备，数百千至数兆字节每秒。有磁盘机、磁带机、 光盘机等。 ⑵按信息的交换单位： 块设备：用于存储信息。有结构设备，典型的块设备是 磁盘，基本特征是其传输速率较高，可寻址I/O采用DMA 方式。
设备被多个用户共享，设备名由两部分构成：主设备号 （类型号）和次设备号。用户自己规定的所用同类设备 中的第几台。用户提出使用设备申请，使用系统规定的 设备类型号以及用户自己规定的设备相对号，由操作系 统进行“地址转换”，变成系统中的设备绝对号。
6.1.2缓冲技术
在现代OS 中，几乎所有的I/O设备在与处理机（内存） 交换数据时，都使用了缓冲区。因为提高I/O速度和设备 的利用率，在很大程度上都需要借助于缓冲技术来实现。 缓冲管理的主要功能就是组织好这些缓冲区，并提供获 得和释放缓冲区的手段。
缓冲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。 缓冲器容量较小，是用来暂时存放数据的一种存贮装置， 且是以硬件的方法来实现缓冲的。由于经济上的考虑， 除了在关键的地方采用少量必要的硬件缓冲器之外，大 都采用软件缓冲。 软件缓冲区是指在I/O期间用来临时存放输入输出数据的 一块存贮区域。缓冲是为了解决中央处理机的速度和I/O 设备的速度不匹配的问题而提出来的。