第5章设备管理与文件管理5.1设备管理概述计算机外部设备一般可分为两大类型：5.1.1设备的分类1.按从属关系分类5.1.2设备管理的任务和功能设备分配设备分配的策略设备无关性（独立性）在实现了设备独立性的功能后，可带来以下两方面的好处：设备分配中的数据结构2.控制器控制表、通道控制表和系统设备表设备分配过程某进程申请某I/O设备SPOOLing技术SPOOLing技术SPOOLing技术作业信息1~m设备管理的目标和功能设备管理程序的功能5.1.3缓冲技术缓冲的分类单缓冲双缓冲5.1.4设备驱动设备驱动程序的处理过程5.2数据输入输出控制方式5.2.1程序直接控制方式5.2.2中断控制方式DMA方式又称直接存储器访问（DirectMemoryAccess）方式。其基本思想是在外设和主存之间开辟直接的数据交换通路。DMA方式的特点优点：？缺点：？基本单位：？用于暂存从设备到内存，或从内存到设备的数据。DMA与中断的区别5.2.4通道控制方式2．通道的种类3．通道工作过程CPU根据进程的I/O请求,形成有关通道程序,然后执行I/O指令启动通道。通道处理机则开始运行CPU存放在主存中的通道程序,独立负责外设和主存之间的数据传送。当整个I/O过程结束,才向CPU发出中断请求。CPU响应中断,进行关闭通道、记录相关数据等工作。采用通道方式,CPU基本上摆脱了I/O控制工作,大大增强了CPU和外设的并行处理能力,有效地提高了整个系统的资源利用率。4．通道和DMA控制器的区别(1）DMA控制器是借助硬件完成数据交换的,而通道是执行通道程序完成数据交换的。(2）一个DMA控制器只能连接同类外设,且如果是多台同类外设,则它们只能是以串行方式工作。一个通道可以连接多个不同类型的设备控制器,而一个设备控制器又可以管理一台或多台外围设备,这就构成了典型的多级层次结构,众多外设均可在通道控制下同时工作。(3）DMA控制器需要CPU对多个外设进行初始化（包含DMA控制器本身）。CPU只需发一个I/O指令启动通道,由通道自己完成对外设的初始化。5.3文件管理概述5.3.1文件类型和文件属性(2)按保护级别分类(3)按数据形式分类(4)按文件性质分类2.文件的属性5.3.2文件系统的功能5.4文件的逻辑结构★记录式文件的分类5.5外存分配方式2.链接分配对于文件长度需要动态增减及用户不知道文件有多大的情况，往往采用链接分配法。文件的连接分配是用非连续的物理块来存放信息，物理块之间没有物理块号的顺序要求，其中每个物理块中有一个指针指向下一个连接的物理块，从而使存放该文件的物理块连接成一个链接队列，文件的最后一个物理块的指针标记为“∧”，表示文件至本块结束。链接分配通常有以下两种实现方案。(1)以扇区为单位的链接分配按文件的要求分配若干个磁盘扇区，这些扇区在磁盘上可以不相邻，属于同一个文件的各扇区按文件记录的逻辑次序用链接指针连接出来。优点：消除了碎片问题，能提高效率地利用外存空间，易于对文件进行扩充，调整指针可实现删除或插入物理快的操作。缺点：只能按队列中的指针顺序搜索，效率较低，同时链接指针的维护有一些开销，且链接指针也要占用存储空间。链接分配只能采用顺序存取方式，不宜随机存取。(2)以区段为单位的链接分配这是一种广为使用的分配策略，其实质是连续分配和非连续分配的结合。在每个区段内采用连续分配，区段间则采用链接分配或后面介绍的索引分配。区段是由若干个(在一个特定系统中其数目是固定的)连续扇区组成的存储块。这种分配策略集中了连续分配与非连续分配的优点，所以广为使用。3.索引分配5.6Linux中的设备管理2.Linux设备管理的特征3.Linux的设备驱动程序2024/9/302024/9/302024/9/302024/9/30