SPOOLing技術如何使一臺打印機虛擬成多臺打印機.ppt

1、 SPOOLing技術如何使一臺打印機虛擬成多臺打印機？,答：打印機屬于獨享設備。 用SPOOLing技術轉換為虛擬成多臺打印機。 用戶請求打印后，1. 將打印數據輸出到輸出井申請的空閑盤塊中。 2. 將打印請求登記后排到打印隊列。3. 打印機空閑時，首取第一張請求表，將數據從輸出井傳送到內存緩沖區(qū)，進行打印。,2、按資源分配管理技術，輸入輸出設備類型可分為哪三類？,按資源特點分：獨享設備、共享設備、虛擬設備 獨享設備：在一個用戶作業(yè)未完成或退出之前，此設備不能分配給其他作業(yè)用。所有字符設備都是獨享設備。 共享設備：多個用戶作業(yè)或多個進程可以“同時”從這些設備上存取信息。軟硬盤、光盤等塊設備都是共享設備。 虛擬設備：通過軟件技術將獨享設備改造成共享設備。例如：通過SPOOLing技術將一臺打印機虛擬成多臺打印機。,3、設備管理的目標是什么？,按用戶需求提出的要求接入外部設備，系統(tǒng)按一定算法分配和管理控制，而用戶不必關心設備的實際地址和控制指令. 盡量提高輸入輸出設備的利用率，例如，發(fā)揮主機與外設以及外設與外設之間的真正并行工作能力.,3、設備管理的功能是什么？,分配設備：按設備的不同類型和操作系統(tǒng)選用的算法分配。包括分配相應的通道、設備控制器以及對未分配到的任務或怍業(yè)進行排隊等； 控制和實現真正的輸入輸出操作。包括通道程序控制、啟動設備、及時響應及處理中斷訊號等； 對輸入輸出緩沖區(qū)進行管理。例如邏輯名的管理，多個緩沖區(qū)的分時以及串并行操作，同類多個外部設備的均衡工作，避免“忙的忙”和“閑的閑”； 在一些較大系統(tǒng)中實現虛擬設備技術,4、數據傳送控制方式有哪幾種？試比較它們各自的優(yōu)缺點。,1、程序直接控制方式：耗費大量的CPU時間、無法檢測設備錯誤、只能串行工作。 2、中斷控制方式：并行操作的設備數受到中斷處理時間的限制。CPU 仍需花較多的時間處理中斷。中斷次數增多時易導致數據丟失。 3、直接內存存取方式DMA：要求CPU執(zhí)行設備驅動程序啟動設備，給出存放數據的內存地址 及操作方式和傳送長度等。 4、通道方式：給CPU發(fā)出I/O啟動命令后，由通道指令完成啟動設備等工作。,5、什么是通道？試畫出通道控制方式時的CPU、通道和設備的工作流程圖。,首先復習一下外部設備和主機的幾種連接方式。見后面幻燈片。,外部設備連接方式：,1、最簡單、最基本的連接方式：,CPU,內 存,PC總線連接,控制器到設備接口 系統(tǒng)總線,CPU,存儲器,磁盤控制器,打印機控制器,其他,磁盤,磁盤,打印機,通道連接方式（IBM370的通道結構）,黃色是控制線 白色是數據線,CPU,存儲器,多路通道,選擇通道,成組多路通道,輸入機,打印機,磁盤,磁盤,磁帶,磁帶,5、什么是通道？試畫出通道控制方式時的CPU、通道和設備的工作流程圖。,通道提供了I/O設備和主存之間流通數據的通路，又稱I/O處理機。它能控制一臺或多臺外設工作，它一旦被啟動就能獨立于CPU運行。使CPU盡可能擺脫I/O的負擔。但是通道只傳送數據而不改變數據。,通道工作過程：,操作系統(tǒng)產生通道程序并通知通道,通道執(zhí)行通道程序,通道程序根據I/O請求隊列啟動I/O,I/O完成，通知通道,通道通知CPU,I/O任務完成,N N 6、先復習中斷處理一般過程：,執(zhí)行當前指令，關中斷,指令結束？,開中斷：有中斷請求？,中斷響應：查向量表,保護斷點，中斷屏蔽,轉向中斷處理程序入口,執(zhí)行中斷服務程序,中斷返回,取下一條指令,y,y,n,n,6、典型的中斷級：,內中斷：內部硬件產生,外中斷：外部硬件產生,軟中斷：中斷指令產生,中斷級高,中斷級低,6、什么叫中斷？什么叫中斷處理？什么叫中斷響應？什么叫關中斷？什么叫開中斷？什么叫中斷屏蔽？什么叫陷入？什么是軟中斷？試述中斷、陷入和軟中斷之間的異同。,中斷（interrupt）：當主機接到外部信號（如內、外部設備完成或出錯）時，馬上停止原來的工作，考慮去處理這一事件，處理完畢后，主機又回到原來的斷點繼續(xù)工作。 陷入：將進程執(zhí)行方式從用戶態(tài)變成核心態(tài)。從而解決了用戶程序中請求系統(tǒng)調用的問題。稱這個指令為操作系統(tǒng)的陷入。 軟中斷：中斷源是中斷指令。（即軟件發(fā)出的命令）,7、什么是緩沖？為什么要引入緩沖？,緩沖是一種存儲空間，在本質上是一種異步技術。有硬件緩沖器和內存緩沖區(qū)兩種實現方法。 解決快、慢通信雙方的異步問題。 具體如下： 1、解決信息的到達率和離去率不一致的矛盾。 2、緩存起中轉站的作用 3、使得一次輸入的信息能多次使用,8、用于設備分配的數據結構有哪些？它們之間的關系是什么？,答：用于設備分配的數據結構有隊列和表兩種。 I/O通過設備表查找操作系統(tǒng)為設備建立的緩沖區(qū)（隊列）后，進行操作。,9、略,10、什么是I/O控制？它的主要任務是什么？,I/O控制有程序直接控制方式、中斷控制方式、直接內存存取方式DMA、通道方式四種形式。 主要任務是根據具體的設備情況，選擇相應的控制方式，更好解決慢速I/O設備和高速CPU的匹配問題。,14、UNIX系統(tǒng)中將設備分為塊設備和字符設備，它們各有什么特點？,字符型設備：以字符為單位進行輸入、輸出的設備。每輸入或輸出一個字符就要中斷一次主機CPU請求進行處理，所以又稱慢速字符設備。例如：終端顯示設備。用ls-l/dev 列目錄時首字符為“c” 塊設備：以字符塊為單位進行輸入、輸出的設備。例如：硬盤。用ls-l/dev 列目錄時首字符為“b”,13、設備驅動程序是什么？,設備驅動程序:是I/O進程與設備控制器之間的通信程序。任務是接收上層軟件發(fā)來的抽象要求。包含五部分 1、設備標題 2、數據存儲和局部過程 3、策略過程 4、中斷過裎 5、命令處理子程序）,13、為什么要有設備驅動程序？,1、將接收到的抽象要求轉換為具體要求； 2、檢查用戶I/O請求的合法性，了解I/O設備的狀態(tài)，傳遞有關參數，設置設備的工作方式； 3、發(fā)出I/O命令，啟動分配到的IO設備，完成指定的IO操作； 4、及時響應由控制器或通道發(fā)來的中斷請求，并根據其中斷類型調用相應的中斷處理程序進行處理； 5、對于設置有通道的計算機系統(tǒng)，驅動程序還應能夠根據用戶的I/O請求，自動地構成通道程序.,13、用戶怎樣使用設備驅動程序？,用戶進程或系統(tǒng)進程調用調用只為各類設備設置相應的設備處理程序（模塊）。,14、UNIX系統(tǒng)中將設備分為塊設備和字符設備，它們各有什么特點？,字符型設備：以字符為單位進行輸入、輸出的設備。每輸入或輸出一個字符就要中斷一次主機CPU請求進行處理，所以又