SPOOLing技术如何使一台打印机虚拟成多台打印机.ppt

1 SPOOLing技术如何使一台打印机虚拟成多台打印机 答 打印机属于独享设备 用SPOOLing技术转换为虚拟成多台打印机 用户请求打印后 1 将打印数据输出到输出井申请的空闲盘块中 2 将打印请求登记后排到打印队列 3 打印机空闲时 首取第一张请求表 将数据从输出井传送到内存缓冲区 进行打印 2 按资源分配管理技术 输入输出设备类型可分为哪三类 按资源特点分 独享设备 共享设备 虚拟设备独享设备 在一个用户作业未完成或退出之前 此设备不能分配给其他作业用 所有字符设备都是独享设备 共享设备 多个用户作业或多个进程可以 同时 从这些设备上存取信息 软硬盘 光盘等块设备都是共享设备 虚拟设备 通过软件技术将独享设备改造成共享设备 例如 通过SPOOLing技术将一台打印机虚拟成多台打印机 3 设备管理的目标是什么 按用户需求提出的要求接入外部设备 系统按一定算法分配和管理控制 而用户不必关心设备的实际地址和控制指令 尽量提高输入输出设备的利用率 例如 发揮主机与外设以及外设与外设之间的真正并行工作能力 3 设备管理的功能是什么 分配设备 按设备的不同类型和操作系统选用的算法分配 包括分配相应的通道 设备控制器以及对未分配到的任务或怍业进行排队等 控制和实现真正的输入输出操作 包括通道程序控制 启动设备 及时响应及处理中断讯号等 对输入输出缓冲区进行管理 例如逻辑名的管理 多个缓冲区的分时以及串并行操作 同类多个外部设备的均衡工作 避免 忙的忙 和 闲的闲 在一些较大系统中实现虚拟设备技术 4 数据传送控制方式有哪几种 试比较它们各自的优缺点 1 程序直接控制方式 耗费大量的CPU时间 无法检测设备错误 只能串行工作 2 中断控制方式 并行操作的设备数受到中断处理时间的限制 CPU仍需花较多的时间处理中断 中断次数增多时易导致数据丢失 3 直接内存存取方式DMA 要求CPU执行设备驱动程序启动设备 给出存放数据的内存地址及操作方式和传送长度等 4 通道方式 给CPU发出I O启动命令后 由通道指令完成启动设备等工作 5 什么是通道 试画出通道控制方式时的CPU 通道和设备的工作流程图 首先复习一下外部设备和主机的几种连接方式 见后面幻灯片 外部设备连接方式 1 最简单 最基本的连接方式 CPU 内存 PC总线连接 控制器到设备接口系统总线 CPU 存储器 磁盘控制器 打印机控制器 其他 磁盘 磁盘 打印机 通道连接方式 IBM370的通道结构 黄色是控制线白色是数据线 CPU 存储器 多路通道 选择通道 成组多路通道 输入机 打印机 磁盘 磁盘 磁带 磁带 5 什么是通道 试画出通道控制方式时的CPU 通道和设备的工作流程图 通道提供了I O设备和主存之间流通数据的通路 又称I O处理机 它能控制一台或多台外设工作 它一旦被启动就能独立于CPU运行 使CPU尽可能摆脱I O的负担 但是通道只传送数据而不改变数据 通道工作过程 操作系统产生通道程序并通知通道 通道执行通道程序 通道程序根据I O请求队列启动I O I O完成 通知通道 通道通知CPU I O任务完成 NN6 先复习中断处理一般过程 执行当前指令 关中断 指令结束 开中断 有中断请求 中断响应 查向量表 保护断点 中断屏蔽 转向中断处理程序入口 执行中断服务程序 中断返回 取下一条指令 y y n n 6 典型的中断级 内中断 内部硬件产生 外中断 外部硬件产生 软中断 中断指令产生 中断级高 中断级低 6 什么叫中断 什么叫中断处理 什么叫中断响应 什么叫关中断 什么叫开中断 什么叫中断屏蔽 什么叫陷入 什么是软中断 试述中断 陷入和软中断之间的异同 中断 interrupt 当主机接到外部信号 如内 外部设备完成或出错 时 马上停止原来的工作 考虑去处理这一事件 处理完毕后 主机又回到原来的断点继续工作 陷入 将进程执行方式从用户态变成核心态 从而解决了用户程序中请求系统调用的问题 称这个指令为操作系统的陷入 软中断 中断源是中断指令 即软件发出的命令 7 什么是缓冲 为什么要引入缓冲 缓冲是一种存储空间 在本质上是一种异步技术 有硬件缓冲器和内存缓冲区两种实现方法 解决快 慢通信双方的异步问题 具体如下 1 解决信息的到达率和离去率不一致的矛盾 2 缓存起中转站的作用3 使得一次输入的信息能多次使用 8 用于设备分配的数据结构有哪些 它们之间的关系是什么 答 用于设备分配的数据结构有队列和表两种 I O通过设备表查找操作系统为设备建立的缓冲区 队列 后 进行操作 9 略 10 什么是I O控制 它的主要任务是什么 I O控制有程序直接控制方式 中断控制方式 直接内存存取方式DMA 通道方式四种形式 主要任务是根据具体的设备情况 选择相应的控制方式 更好解决慢速I O设备和高速CPU的匹配问题 14 UNIX系统中将设备分为块设备和字符设备 它们各有什么特点 字符型设备 以字符为单位进行输入 输出的设备 每输入或输出一个字符就要中断一次主机CPU请求进行处理 所以又称慢速字符设备 例如 终端显示设备 用ls l dev列目录时首字符为 c 块设备 以字符块为单位进行输入 输出的设备 例如 硬盘 用ls l dev列目录时首字符为 b 13 设备驱动程序是什么 设备驱动程序 是I O进程与设备控制器之间的通信程序 任务是接收上层软件发来的抽象要求 包含五部分1 设备标题2 数据存储和局部过程3 策略过程4 中断过裎5 命令处理子程序 13 为什么要有设备驱动程序 1 将接收到的抽象要求转换为具体要求 2 检查用户I O请求的合法性 了解I O设备的状态 传递有关参数 设置设备的工作方式 3 发出I O命令 启动分配到的I O设备 完成指定的I O操作 4 及时响应由控制器或通道发来的中断请求 并根据其中断类型调用相应的中断处理程序进行处理 5 对于设置有通道的计算机系统 驱动程序还应能够根据用户的I O请求 自动地构成通道程序 13 用户怎样使用设备驱动程序 用户进程或系统进程调用调用只为各类设备设置相应的设备处理程序 模块 14 UNIX系统中将设备分为块设备和字符设备 它们各有什么特点 字符型设备 以字符为单位进行输入 输出的设备 每输入或输出一个字符就要中断一次主机CPU请求进行处理 所以又称慢速字符设备 例如 终端显示设备 用ls l dev列目录时首字符为 c 块设备 以字符块为单位进行输入 输出的设备 例如 硬盘 用ls l dev列目录时首字符为 b 15 为什么在一些操作系统中可以将设备和普通文件进行统一处理 见P115小体字UNIX中设备管理