【王道操作系统】第五章 I/O管理
第五章 I/O管理
- 5.1 I/O管理概述
-
- 5.1.1 I/O设备的概念和分类
- 5.1.2 I/O控制器
-
- 5.1.3 I/O控制方式
-
- 程序直接控制方式
- 中断驱动方式
- DMA方式
- 通道控制方式
- 5.1.4 I/O软件层次结构
-
- 5.2 设备独立性软件
-
- 5.2.1 I/O 核心子系统
- 5.2.2 假脱机技术(SPOOLing技术)
- 5.2.3 设备的分配与回收
- 5.2.4 缓冲区管理
- 5.3 磁盘和固态硬盘
-
- 5.3.1 磁盘的结构
- 5.3.2 磁盘调度算法
-
- 先来先服务算法(FCFS)
- 最短寻找时间优先(SSTF)
- 扫描算法(SCAN)
- 循环扫描算法(C-SCAN)
- 5.3.3 减少磁盘延迟时间的方法
- 5.3.4 磁盘的管理
5.1 I/O管理概述
5.1.1 I/O设备的概念和分类
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![【王道操作系统】第五章 I/O管理_第2张图片](http://img.e-com-net.com/image/info8/6353d1fdc5bc475391717538cd438151.jpg)
![【王道操作系统】第五章 I/O管理_第3张图片](http://img.e-com-net.com/image/info8/f52b64d53d124c47bbceab7dd28ea65b.jpg)
![【王道操作系统】第五章 I/O管理_第4张图片](http://img.e-com-net.com/image/info8/6430693fc8634c8f8edf93a3b1b4973e.jpg)
![【王道操作系统】第五章 I/O管理_第5张图片](http://img.e-com-net.com/image/info8/fd05cad4f5a74e22bd322e27b14b0272.jpg)
![【王道操作系统】第五章 I/O管理_第6张图片](http://img.e-com-net.com/image/info8/c353df5bf1494431a06587209ff03f57.jpg)
5.1.2 I/O控制器
1、I/O设备的机械部件
![【王道操作系统】第五章 I/O管理_第7张图片](http://img.e-com-net.com/image/info8/c3c755a87cf8438c8226511c01f74046.jpg)
2、I/O设备的电子部件(I/O控制器)
I/O设备的电子部件(I/O控制器)
![【王道操作系统】第五章 I/O管理_第8张图片](http://img.e-com-net.com/image/info8/e24e162c159a45d9a97513a1b265e773.jpg)
![【王道操作系统】第五章 I/O管理_第9张图片](http://img.e-com-net.com/image/info8/8c826fd933664faf93f0a69c836ca07b.jpg)
![【王道操作系统】第五章 I/O管理_第10张图片](http://img.e-com-net.com/image/info8/1d9ec3cf87d041cba39a01b3d8361fea.jpg)
![【王道操作系统】第五章 I/O管理_第11张图片](http://img.e-com-net.com/image/info8/6b73505dc4da4f77ba8e225bd8a595ec.jpg)
![【王道操作系统】第五章 I/O管理_第12张图片](http://img.e-com-net.com/image/info8/0deb83ab673a44219a39b59afb0560e9.jpg)
考频较低
5.1.3 I/O控制方式
程序直接控制方式
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![【王道操作系统】第五章 I/O管理_第14张图片](http://img.e-com-net.com/image/info8/31ff890bbc4f4294a5bbe9ddbd548abe.jpg)
![【王道操作系统】第五章 I/O管理_第15张图片](http://img.e-com-net.com/image/info8/38a8ea290a9845fc8080c1050f9b4535.jpg)
CPU和I/O串行工作
中断驱动方式
![【王道操作系统】第五章 I/O管理_第16张图片](http://img.e-com-net.com/image/info8/3c9cdb352bd7433d9275d05564ebad8a.jpg)
![【王道操作系统】第五章 I/O管理_第17张图片](http://img.e-com-net.com/image/info8/f21ff065ac084b1698db06c241a25fe1.jpg)
CPU和I/O并行工作
DMA方式
![【王道操作系统】第五章 I/O管理_第18张图片](http://img.e-com-net.com/image/info8/30592ea57731417999f17e2ba1e69d90.jpg)
![【王道操作系统】第五章 I/O管理_第19张图片](http://img.e-com-net.com/image/info8/e45cb60f464a4f9e99a3632238b92374.jpg)
![【王道操作系统】第五章 I/O管理_第20张图片](http://img.e-com-net.com/image/info8/ffdc65ad2c8641d0b0b21e2179582391.jpg)
通道控制方式
![【王道操作系统】第五章 I/O管理_第21张图片](http://img.e-com-net.com/image/info8/5f58518135704b4888fb27e63f78aa77.jpg)
通道程序:通道指令的集合
![【王道操作系统】第五章 I/O管理_第22张图片](http://img.e-com-net.com/image/info8/ce1da84c89324ca99331843c58bebd44.jpg)
![【王道操作系统】第五章 I/O管理_第23张图片](http://img.e-com-net.com/image/info8/938edeef3d86407ba5c53efe1c1b3f75.jpg)
5.1.4 I/O软件层次结构
用户层软件
![【王道操作系统】第五章 I/O管理_第24张图片](http://img.e-com-net.com/image/info8/9d6ff54c60ba45689f718140a5cfd4c8.jpg)
![【王道操作系统】第五章 I/O管理_第25张图片](http://img.e-com-net.com/image/info8/49936351a3ac452598a198525554b558.jpg)
![【王道操作系统】第五章 I/O管理_第26张图片](http://img.e-com-net.com/image/info8/5e0fb32cf06440458c330482c8e689cf.jpg)
![【王道操作系统】第五章 I/O管理_第27张图片](http://img.e-com-net.com/image/info8/5305c40f4e434f75bf864cb6e611353c.jpg)
![【王道操作系统】第五章 I/O管理_第28张图片](http://img.e-com-net.com/image/info8/29465480139d4cbb85e68bfe975a3217.jpg)
![【王道操作系统】第五章 I/O管理_第29张图片](http://img.e-com-net.com/image/info8/7b10dbfa70c84c38bf1c545dad289cc3.jpg)
![【王道操作系统】第五章 I/O管理_第30张图片](http://img.e-com-net.com/image/info8/cfaed0f6f79941859c792a15c080bd2e.jpg)
![【王道操作系统】第五章 I/O管理_第31张图片](http://img.e-com-net.com/image/info8/75c5054257e74625ad7ee7fe3790b9e3.jpg)
![【王道操作系统】第五章 I/O管理_第32张图片](http://img.e-com-net.com/image/info8/b155f6d48bb0479386e9b0caf2e2aa22.jpg)
![【王道操作系统】第五章 I/O管理_第33张图片](http://img.e-com-net.com/image/info8/b7f4f63a60724846a6170bf596bad247.jpg)
![【王道操作系统】第五章 I/O管理_第34张图片](http://img.e-com-net.com/image/info8/3dd4d92147384db9a78f2a95038be82c.jpg)
![【王道操作系统】第五章 I/O管理_第35张图片](http://img.e-com-net.com/image/info8/1f0a166cbcbf47c297463a0832cc5849.jpg)
![【王道操作系统】第五章 I/O管理_第36张图片](http://img.e-com-net.com/image/info8/41cc5a2bfbe44c49bdf64b2364174ecb.jpg)
![【王道操作系统】第五章 I/O管理_第37张图片](http://img.e-com-net.com/image/info8/84caa5952fed4f048286f0f57e809bfb.jpg)
![【王道操作系统】第五章 I/O管理_第38张图片](http://img.e-com-net.com/image/info8/d4065020a8fb4d949545f68c0179c046.jpg)
![【王道操作系统】第五章 I/O管理_第39张图片](http://img.e-com-net.com/image/info8/8499a3a59b30432ca46623df0b19e276.jpg)
![【王道操作系统】第五章 I/O管理_第40张图片](http://img.e-com-net.com/image/info8/7803b6ad20d54c248e983d0be940ff0d.jpg)
5.2 设备独立性软件
5.2.1 I/O 核心子系统
![【王道操作系统】第五章 I/O管理_第41张图片](http://img.e-com-net.com/image/info8/b0ca43263bf14a00b04484761950c86e.jpg)
![【王道操作系统】第五章 I/O管理_第42张图片](http://img.e-com-net.com/image/info8/2c29f13d13514bc18b2fb85b8a0adb9f.jpg)
![【王道操作系统】第五章 I/O管理_第43张图片](http://img.e-com-net.com/image/info8/bb9e952694e44aeabe20952cc72b0e8d.jpg)
![【王道操作系统】第五章 I/O管理_第44张图片](http://img.e-com-net.com/image/info8/d9bc416682ee42bdbfab49719ceff237.jpg)
![【王道操作系统】第五章 I/O管理_第45张图片](http://img.e-com-net.com/image/info8/0f43ca69ee584d8c96cddc23c0d525ae.jpg)
5.2.2 假脱机技术(SPOOLing技术)
![【王道操作系统】第五章 I/O管理_第46张图片](http://img.e-com-net.com/image/info8/c551cadc8bd84f9385c503b96c2cb875.jpg)
![【王道操作系统】第五章 I/O管理_第47张图片](http://img.e-com-net.com/image/info8/9b9acffc4ae2411d860137e6e19a44f3.jpg)
![【王道操作系统】第五章 I/O管理_第48张图片](http://img.e-com-net.com/image/info8/0ffc7c5f8e364901967b13874c16cd35.jpg)
![【王道操作系统】第五章 I/O管理_第49张图片](http://img.e-com-net.com/image/info8/724935acf5c8439dafdaab24086d057b.jpg)
![【王道操作系统】第五章 I/O管理_第50张图片](http://img.e-com-net.com/image/info8/cce3ea28a6314f46a8130f5240fe777c.jpg)
![【王道操作系统】第五章 I/O管理_第51张图片](http://img.e-com-net.com/image/info8/b503123d31eb44faaa142507913fb79a.jpg)
![【王道操作系统】第五章 I/O管理_第52张图片](http://img.e-com-net.com/image/info8/51d17eef57544d8cb82627f7ceb396ef.jpg)
![【王道操作系统】第五章 I/O管理_第53张图片](http://img.e-com-net.com/image/info8/4b687e3c21a1462fbff34bf3757c6c46.jpg)
![【王道操作系统】第五章 I/O管理_第54张图片](http://img.e-com-net.com/image/info8/8ff16faa33b6402e88d53260734e5231.jpg)
![【王道操作系统】第五章 I/O管理_第55张图片](http://img.e-com-net.com/image/info8/31845728f65840aaa93cbe033f67e3ce.jpg)
![【王道操作系统】第五章 I/O管理_第56张图片](http://img.e-com-net.com/image/info8/9317752363554652bef911baad467506.jpg)
5.2.3 设备的分配与回收
![【王道操作系统】第五章 I/O管理_第57张图片](http://img.e-com-net.com/image/info8/b15c152604804c198506d9657f61d22c.jpg)
![【王道操作系统】第五章 I/O管理_第58张图片](http://img.e-com-net.com/image/info8/479d2a710aae444ba5eacdd8d14f8fe7.jpg)
![【王道操作系统】第五章 I/O管理_第59张图片](http://img.e-com-net.com/image/info8/2e1ea2ce571543cf98688327c0fbf5c9.jpg)
![【王道操作系统】第五章 I/O管理_第60张图片](http://img.e-com-net.com/image/info8/cd4fce03a47f434eb818974dc0e9f7cd.jpg)
![【王道操作系统】第五章 I/O管理_第61张图片](http://img.e-com-net.com/image/info8/6f27610b240747f4bae7740c8ac84c69.jpg)
![【王道操作系统】第五章 I/O管理_第62张图片](http://img.e-com-net.com/image/info8/3fcb195bb65c40a2afb24126bcf9e5a8.jpg)
![【王道操作系统】第五章 I/O管理_第63张图片](http://img.e-com-net.com/image/info8/e0b32e0d2fd844659b2a7eb0ddfa512e.jpg)
![【王道操作系统】第五章 I/O管理_第64张图片](http://img.e-com-net.com/image/info8/fb6ba310aec1476bbf1f094687243d7e.jpg)
![【王道操作系统】第五章 I/O管理_第65张图片](http://img.e-com-net.com/image/info8/4c95d97db23741c09747601824b12e75.jpg)
![【王道操作系统】第五章 I/O管理_第66张图片](http://img.e-com-net.com/image/info8/e66ebba400ee449989d65f5a1e361748.jpg)
![【王道操作系统】第五章 I/O管理_第67张图片](http://img.e-com-net.com/image/info8/afa99d8af9cd4fe9b35de0bc24a62a9a.jpg)
![【王道操作系统】第五章 I/O管理_第68张图片](http://img.e-com-net.com/image/info8/cb1dbdd6ad2c4bca969e36a5189d7df4.jpg)
![【王道操作系统】第五章 I/O管理_第69张图片](http://img.e-com-net.com/image/info8/7339f59e7a684353b4e5583eaf70eccd.jpg)
![【王道操作系统】第五章 I/O管理_第70张图片](http://img.e-com-net.com/image/info8/814b69fc79024d5fab561a59e4447248.jpg)
![【王道操作系统】第五章 I/O管理_第71张图片](http://img.e-com-net.com/image/info8/393feefd0b4d47019a7da7e804c168fd.jpg)
5.2.4 缓冲区管理
![【王道操作系统】第五章 I/O管理_第72张图片](http://img.e-com-net.com/image/info8/c596f3beaf234eb0b14a581832cbb2f0.jpg)
![【王道操作系统】第五章 I/O管理_第73张图片](http://img.e-com-net.com/image/info8/d90603827db842eb9b01fbcc67bf46cd.jpg)
![【王道操作系统】第五章 I/O管理_第74张图片](http://img.e-com-net.com/image/info8/d1b0a4832ba540b48672ed91bf0b0e78.jpg)
![【王道操作系统】第五章 I/O管理_第75张图片](http://img.e-com-net.com/image/info8/88b7ec36e67f4b76af8f78341af1abe6.jpg)
![【王道操作系统】第五章 I/O管理_第76张图片](http://img.e-com-net.com/image/info8/e6d9004afbed49b480d4ddd793aaf785.jpg)
![【王道操作系统】第五章 I/O管理_第77张图片](http://img.e-com-net.com/image/info8/71d6c5311f1f4e3d92b06647242afe5b.jpg)
![【王道操作系统】第五章 I/O管理_第78张图片](http://img.e-com-net.com/image/info8/243c5d01f9844a2f9673478e62df06ac.jpg)
![【王道操作系统】第五章 I/O管理_第79张图片](http://img.e-com-net.com/image/info8/ae6fcabff907443ebc093a0cbbe49aab.jpg)
![【王道操作系统】第五章 I/O管理_第80张图片](http://img.e-com-net.com/image/info8/55d5b837ce9143bf939e440d965e4813.jpg)
![【王道操作系统】第五章 I/O管理_第81张图片](http://img.e-com-net.com/image/info8/d269ddfeb55545cd8cf1668b1b5f0dff.jpg)
![【王道操作系统】第五章 I/O管理_第82张图片](http://img.e-com-net.com/image/info8/abc9390a601742fb8fb5ab4e8667c990.jpg)
![【王道操作系统】第五章 I/O管理_第83张图片](http://img.e-com-net.com/image/info8/cd27aa23090f424a84c6399819073384.jpg)
![image-20220613120312006](http://img.e-com-net.com/image/info8/134522208c364579ae53dac91636b7b4.jpg)
![【王道操作系统】第五章 I/O管理_第84张图片](http://img.e-com-net.com/image/info8/4bcacbd79d9440b28b227ece92ce4300.jpg)
![【王道操作系统】第五章 I/O管理_第85张图片](http://img.e-com-net.com/image/info8/8a7784e33c4e4d81b22d85cf27abed2c.jpg)
![【王道操作系统】第五章 I/O管理_第86张图片](http://img.e-com-net.com/image/info8/24c04d5a220d4213b1ca5098b1127b39.jpg)
5.3 磁盘和固态硬盘
5.3.1 磁盘的结构
![【王道操作系统】第五章 I/O管理_第87张图片](http://img.e-com-net.com/image/info8/60792173b5fc4d1192c9712634bcce6e.jpg)
![【王道操作系统】第五章 I/O管理_第88张图片](http://img.e-com-net.com/image/info8/65158b11c2b74303bef7b214e7f3c020.jpg)
![【王道操作系统】第五章 I/O管理_第89张图片](http://img.e-com-net.com/image/info8/81baaea3fc5e473d9feb64fcdcd7b35c.jpg)
柱面号:定位是哪个磁道;
盘面号:选择是哪个盘面;
扇区号:选择这个磁道是哪个扇区的;
![【王道操作系统】第五章 I/O管理_第90张图片](http://img.e-com-net.com/image/info8/2c05d78c7c0f48fab80ddd5fa2010fcb.jpg)
![【王道操作系统】第五章 I/O管理_第91张图片](http://img.e-com-net.com/image/info8/1442c0bd1d534cc7887be11626414607.jpg)
5.3.2 磁盘调度算法
![【王道操作系统】第五章 I/O管理_第92张图片](http://img.e-com-net.com/image/info8/45513a46c51b4544927063d47e395d89.jpg)
![【王道操作系统】第五章 I/O管理_第93张图片](http://img.e-com-net.com/image/info8/4b16806e6ba84689b0d408febdab7629.jpg)
先来先服务算法(FCFS)
![【王道操作系统】第五章 I/O管理_第94张图片](http://img.e-com-net.com/image/info8/5ce80905cb7f4fc8bbe9dac58057f1aa.jpg)
最短寻找时间优先(SSTF)
![【王道操作系统】第五章 I/O管理_第95张图片](http://img.e-com-net.com/image/info8/8d85310d5a28472e8d99f936622b26ac.jpg)
扫描算法(SCAN)
![【王道操作系统】第五章 I/O管理_第96张图片](http://img.e-com-net.com/image/info8/1a77778612b8412d98ddea5ec4455d8c.jpg)
LOOK调度算法
![【王道操作系统】第五章 I/O管理_第97张图片](http://img.e-com-net.com/image/info8/f767fbc1ef7b4c6c97bae823e253df5c.jpg)
循环扫描算法(C-SCAN)
![【王道操作系统】第五章 I/O管理_第98张图片](http://img.e-com-net.com/image/info8/a6786c03c9e740ea9698fa1118d5332a.jpg)
![【王道操作系统】第五章 I/O管理_第99张图片](http://img.e-com-net.com/image/info8/6ce45cba776946098aa014b9a0f66f0d.jpg)
![【王道操作系统】第五章 I/O管理_第100张图片](http://img.e-com-net.com/image/info8/176409c828e143d8a1139391448ec19a.jpg)
5.3.3 减少磁盘延迟时间的方法
![【王道操作系统】第五章 I/O管理_第101张图片](http://img.e-com-net.com/image/info8/2a38ae7a2a134ce68b9b2ecdf5eb81b0.jpg)
![【王道操作系统】第五章 I/O管理_第102张图片](http://img.e-com-net.com/image/info8/259e5c2ca38d4def8c72159b792869b2.jpg)
![【王道操作系统】第五章 I/O管理_第103张图片](http://img.e-com-net.com/image/info8/a0e818f4661e4c3789eba8d7b139a70c.jpg)
会有延迟时间,故可进行错位命名
![【王道操作系统】第五章 I/O管理_第104张图片](http://img.e-com-net.com/image/info8/d190ccdc54944f1db5c9f1ba88ad023a.jpg)
![【王道操作系统】第五章 I/O管理_第105张图片](http://img.e-com-net.com/image/info8/ec74a2375ddb45dab76637ffc16a897c.jpg)
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5.3.4 磁盘的管理
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