设备管理

一、操作系统中负责管理输入输出设备使用的部分，称为操作系统的设备管理功能，也称为I/O处理。

 

二、设备的分类

按设备的使用特性分类：输入设备；输出设备；交互式设备；存储设备。

按设备的信息组织方式分类：字符设备；块设备。

按设备使用可共享性分类：独占设备（在一个程序的整个运行期间都必须由单个程序独占直至该程序完成的设备，如打印机、磁带驱动器）；共享设备（同时让许多程序使用的设备，如磁盘）；虚拟设备（指一类设备上模拟另一类设备，被模拟的设备称为虚拟设备。引入虚拟设备是为了提高设备利用率。）

 

三、缓冲技术

缓冲是一个广泛采用的技术。一般来说，在信息交换过程中，交换双方的信息发送和信息接受的速度，不可能完全一致，为了保证在信息交换过程中，既不丢失信息，又能保持较高的信息交换速率，引入了缓冲。缓冲的目的是为了信息交换双方的速度匹配。

缓冲的种类：单缓冲、双缓冲、多缓冲、缓冲池。

 

四、设备分配的原则

设备分配的总原则是：要充分发挥设备的使用效率，尽可能地让设备忙碌，但又要避免由于不合理的分配方法造成进程死锁，要做到把用户程序和具体物理设备隔离开来，即用户程序面对的是逻辑设备，而分配程序将在系统把逻辑设备转换成物理设备之后，在根据要求的物理设备号进行分配。

设备分配方式有两种：静态分配和动态分配。

静态分配：在用户作业开始执行前，由系统一次分配该作业所要求的全部设备、控制器（和通道）。静态分配方式不会出现死锁，但是设备的利用率较低。

动态分配：进程执行过程中根据执行需要进行。当进程需要设备时，通过系统调用命令向系统提出设备请求，由系统按照事先规定的策略给进程分配所需要的设备、I/O控制器，一旦用完之后，便立即释放。动态分配有利于提高设备的利用率，但如果分配算法不合理，则有可能造成死锁。

 

五、Spooling（虚拟设备）技术

虚拟设备是通过虚拟技术将一***占设备变换为若干台逻辑设备，供若干个用户进程同时使用，通常把这种经过虚拟技术处理后的设备称为虚拟设备。

在操作系统设备管理中，引入虚拟设备是为了克服独占设备速度较慢，降低设备资源利用率的缺点，从而提高设备的利用率。

 

六、典型的I/O设备

硬盘、时钟（定时器）、终端、网络I/O设备