第五章 I/O管理 七、设备的分配与回收

目录

一、设备分配时应该考虑的因素

1、设备的固有属性

2、设备分配算法

3、设备分配中的安全性

（1）安全分配方式:

优点:

缺点:

（2）不安全分配方式:

优点:

缺点:

4、静态分配

5、动态分配

二、设备分配管理中的数据结构

1、“设备、控制器、通道”之间的关系:

2、设备控制表（DCT）:

3、控制器控制表（COCT):

4、通道控制表(CHCT):

5、系统设备表(SDT):

三、设备分配的具体步骤

缺点： 

改进方法：

改进后步骤：

四、总结

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一、设备分配时应该考虑的因素

1、设备的固有属性

（1）独占设备―—一个时段只能分配给一个进程（如打印机）

（2）共享设备――可同时分配给多个进程使用（如磁盘），各进程往往是宏观上同时共享使用设备，而微观上交替使用。

（3）虚拟设备――采用SPOOLing 技术将独占设备改造成虚拟的共享设备，可同时分配给多个进程使用（如采用SPOOLing技术实现的共享打印机)

2、设备分配算法

先来先服务，优先级高者优先，短任务优先

3、设备分配中的安全性

（1）安全分配方式:

为进程分配一个设备后就将进程阻塞，本次I/O完成后才将进程唤醒。

(eg:考虑进程请求打印机打印输出的例子)一个时段内每个进程只能使用一个设备

优点:

破坏了“请求和保持”条件，不会死锁

缺点:

对于一个进程来说，CPU和I/O设备只能串行工作

（2）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请求得不到满足时才将进程阻塞。

优点:

进程的计算任务和I/O任务可以并行处理，使进程迅速推进

缺点:

有可能发生死锁（死锁避免、死锁的检测和解除)

4、静态分配

进程运行前为其分配全部所需资源，运行结束后归还资源

5、动态分配

进程运行过程中动态申请设备资源

二、设备分配管理中的数据结构

1、“设备、控制器、通道”之间的关系:

2、设备控制表（DCT）:

系统为每个设备配置一张DCT，用于记录设备情况

注意：

系统会根据阻塞原因不同，将进程PCB挂到不同的阻塞队列中”

3、控制器控制表（COCT):

每个设备控制器都会对应一张COCT。操作系统根据COCT的信息对控制器进行操作和管理。

4、通道控制表(CHCT):

每个通道都会对应一张CHCT。操作系统根据CHCT的信息对通道进行操作和管理。

5、系统设备表(SDT):

记录了系统中全部设备的情况，每个设备对应一个表目。

三、设备分配的具体步骤

①根据进程请求的物理设备名查找SDT（注:物理设备名是进程请求分配设备时提供的参数)

②根据SDT找到DCT，若设备忙碌则将进程PCB挂到设备等待队列中，不忙碌则将设备分配给进程。

③根据DCT找到COCT，若控制器忙碌则将进程PCB挂到控制器等待队列中，不忙碌则将控制器分配给进程。

④根据COCT找到CHCT，若通道忙碌则将进程PCB挂到通道等待队列中，不忙碌则将通道分配给进程。

注︰只有设备、控制器、通道三者都分配成功时，这次设备分配才算成功，之后便可后动I/O设备进行数据传送

缺点： 

改进方法：

改进后步骤：

四、总结