工程四存儲器管理和設備管理由于存在各種限制，一個計算機系統配置的設備總是有限的，無法滿足各種用戶程序的實際需要，特別是在多道程序運行環境中允許多個作業并行處理，設備需求量比單道程序運行時要多得多。為了有效地利用設備資源，同時也為用戶程序使用設備提供最大方便，由操作系統對系統中所有設備進行統一的調度和管理是極為重要的。設備管理是操作系統的重要組成局部之一。目錄

任務論述程序直接控制方式的工作過程論述程序的工作過程論述程序直接控制方式的工作過程準備知識存儲器管理設備管理1.存儲器管理1.存儲器管理〔1〕存儲管理的任務和功能為了對主存儲器進行合理有效的管理，一般將內存空間分為系統區和用戶區兩大局部。系統區主要存放操作系統常駐內存局部和一些系統軟件常駐內存局部以及相關的系統數據；用戶區主要用來存放用戶的程序和數據。操作系統存儲管理主要是針對用戶區進行的。在多道程序設計環境中，需要將存儲空間劃分成更多的區域，以便同時存放多道用戶的作業，因此，操作系統必須對有限的存儲器進行有效的管理，以提高系統的利用率。存儲管理的具體表現在如下幾個方面。方便用戶使用存儲器，用戶無需考慮存儲器的分配、回收和保護等工作，這些工作對于用戶來說是“透明〞的，完全由操作系統管理。為多道程序的并發執行提供良好的環境，使每道程序都能在不受干擾的環境中運行。邏輯上擴充內存空間，使大程序能在小內存中運行。提高存儲器利用率，盡量減少空閑的和不可利用的內存儲器區域，使有限的內存能更好地為多個用戶程序效勞。知識鏈接為了完成上述任務，要求存儲管理必須具備以下幾個功能：存儲空間的分配和回收，地址重定位，對存儲器的邏輯擴充，存儲器的共享和保護等。1.存儲器管理1.存儲器管理〔2〕連續存儲管理連續存儲管理，是指為一個用戶程序分配連續的內存空間。這種管理方式又可以進一步分為單一連續存儲管理和分區存儲管理兩種方式。其中，分區存儲管理方式是將內存的用戶可用區劃分成假設干個大小不等的區域，每一個進程占據一個區域或多個區域，從而實現多道程序設計環境下各并發進程共享內存空間。分區管理根據分區的時機不同，可以進一步分為固定分區和動態分區兩種方法。單一連續區主要指內存用戶區每次只被一個用戶程序使用。如果系統資源能夠滿足用戶程序要求，那么系統分配內存資源給該用戶程序，否那么，假設系統資源不能滿足用戶程序要求，那么系統無法執行該程序，同時給出相應的提示信息。1.存儲器管理1.存儲器管理單一連續存儲管理主要采用靜態分配與靜態重定位方式，即用戶程序(進程)一旦調入內存后，必須等到該程序執行結束后才能釋放內存空間。因此，單一連續存儲管理不支持進程大小不受內存容量限制的虛擬存儲器的實現。單一連續區的主存分配與回收方法如下圖。單一連續區主存分配與回收單一連續區管理的主要優點是管理簡單，只需要很少的軟件和硬件支持，并且便于用戶了解和使用。缺點是不支持多道程序設計，并且用戶程序所需內存容量大于內存用戶空間時，該程序不能運行。拓展提高：1.存儲器管理1.存儲器管理2〕固定分區管理固定分區分配是最簡單的一種可運行多道程序的存儲管理方式，也稱靜態分區。固定分區是指系統在初始化時，將內存空間劃分為假設干個大小不等的區域，每個分區只能裝入一道作業，這樣把用戶空間劃分為幾個分區，從而允許幾道作業并發運行，分區的個數也就是系統能夠并發執行的作業的最大道數。在整個系統運行期間分區的大小、分區的個數都是固定不變的。為了實現這種固定分區的管理，系統需要建立一張分區說明表，如表所示。在這個分區說明表中，指出了系統的分區個數以及每個分區的大小、起始地址和分配狀態(該區是否分配)。內存的分配、回收、存儲、保護以及地址轉換都是通過該表進行的。分區說明表分區號大小起始狀態116KB20KB未分配264KB36KB已分配380KB100KB已分配4128B180KB未分配1.存儲器管理1.存儲器管理3〕動態分區管理①動態分區的根本概念在固定分區分配方式中，由于存在“碎片〞問題，所以內存浪費現象比較嚴重。為了獲得更好的內存利用率并使存儲空間的劃分更能夠適應不同的作業組合，產生了動態分區管理方式。動態分區，又稱可變分區。在這種管理方式下，系統并不是預先劃分內存空間，而是根據作業的實際需要動態地劃分內存空間。也就是說，在系統初啟時，除了操作系統中常駐內存局部以外，只存在一個空閑分區。隨后，分配程序將該區依次劃分給調度程序選中的進程，并且分配的大小可隨用戶進程對主存的要求而改變。顯然，這種管理方式下，內存中分區的個數，每個分區的大小都隨著時間的變化而變化。與固定分區法相同，動態分區也可以使用分區說明表等數據結構來對內存進行管理。但由于系統在運行的過程中，無法確定分區的個數和分區的大小等情況，使得分區說明表的大小也難以確定。因而，在動態分區分配方式中，通常采用將內存中的空閑區單獨構成可用分區自由鏈表的形式以描述系統內存管理。自由鏈表是利用每個空閑區的開始幾個存儲單元來存放本空閑區的大小及下一個空閑區的起始地址，從而將所有的空閑區都鏈接起來。然后，系統再設置一個自由鏈表首指針，讓其指向第一個空閑區。這樣，存儲管理程序可以通過自由鏈表的首指針查找到所有的空閑區。拓展提高：1.存儲器管理1.存儲器管理②動態分區的分配與回收動態分區的存儲分配是指系統利用某種分配算法從可用分區表或自由鏈中尋找滿足條件的空閑區分配給相應的作業。㈠首次適應法。首次適應法要求自由鏈表按空閑區的起始地址遞增的順序排列。㈡循環首次適應算法。也稱作下次適應算法，它是從首次適應算法演變形成的。㈢最正確適應算法。采用這種算法要求可用分區表或自由鏈表按照空閑區從小到大的次序排列。㈣最壞適應法是把一個作業分配到內存中最大的空閑區中。采用這種算法要求可用分區表或自由鏈表按照空閑區從大到小的次序排列。這種算法看起來是最差的算法，因為它總是將最大的空閑區來滿足用戶的要求。但是經過分析后發現，最壞適應算法也具有實用價值。其原因是：在大空閑區中裝入作業后，剩下的空閑區往往也很大而不至于是“碎片〞，于是也能滿足以后較大的作業要求。拓展提高：1.存儲器管理1.存儲器管理1.存儲器管理1.存儲器管理1.存儲器管理1.存儲器管理3〕動態頁式存儲管理動態頁式管理是在靜態頁式管理的根底上開展起來的，它分為請求頁式管理和預調入頁式管理。請求頁式管理和預調入頁式管理在作業或進程開始執行之前，都不把作業或進程的程序段和數據段一次性地全部裝入內存，而只裝入被認為是經常反復執行和調用的工作區局部。其他局部那么在執行過程中動態裝入。請求頁式管理與預調入頁式管理的主要區別在它們的調入方式上。請求頁式管理的調入方式是：當需要執行某條指令而又發現它不在內存時或當執行某條指令需要訪問其他的數據或指令時，這些指令和數據不在內存中，從而發生缺頁中斷，系統將外存中相應的頁面調入內存。預調入頁式管理的調入方式是：系統對那些在外存中的頁進行調入順序計算，估計出這些頁中指令和數據的執行和被訪問的順序，并按此順序將它們順次調入和調出內存。除了在調入方式上請求頁式管理和預調入頁式管理有些區別之外，其他方面這兩種方式根本相同。1.存儲器管理1.存儲器管理①請求頁式管理中頁表的結構請求頁式管理需要解決以下幾個具體的問題：一是系統如何獲知進程當前所需頁面不在內存；二是當發現缺頁時，采用何種方式把所缺頁面調入內存；三是當內存中沒有空閑的頁面時，為了接收一個新的頁，需要淘汰一個老的頁，需要采用什么策略來選擇被淘汰的頁面，且被淘汰的頁面是否需要保存。為解決上述問題將靜態分頁管理的頁表結構擴充為如下圖。請求頁式管理下的頁表1.存儲器管理1.存儲器管理②頁面置換算法進程在運行過程中，假設其所訪問的頁面不在內存而需將它調入內存，但內存已沒有空閑的頁面時，為了保證該進程能繼續運行，系統必須從內存中調出一頁程序或數據到磁盤的對換區中，這一工作稱為頁面調度或頁面置換。頁面置換實際上是確定淘汰哪一頁的問題。從理論上講，應該將那些以后不會再訪問的頁面調出，或將在較長時間內不再訪問的頁面調出。但是，要實現這樣一個調度算法確實很難。目前存在著許多種置換算法，它們都試圖更靠近這個理論上的目標。事實上，如果淘汰算法選擇不當，那么有可能會出現剛被調入內存的頁面馬上又被調出內存，使整個系統的頁調度非常頻繁，以至CPU大局部時間都花費在內存與外存的調入、調出上，這種現象稱為“抖動〞也稱為“顛簸(Thrashing)〞。1.存儲器管理1.存儲器管理4〕頁式存儲管理優缺點由于頁式存儲管理有效地解決了存儲器的“碎片〞問題，因而能同時為更多的作業提供存儲空間，能在更高的程度上進行多道程序設計，從而相應地提高了存儲器和CPU的利用率，分頁系統具備如下優點。解決了內存的“碎片〞問題，能有效地利用內存。方便多道程序設計，并且程序運行的道數增加了。可提供大容量的虛擬存儲器，作業的地址空間不再受實際內存大小的限制。更加方便了用戶，特別是大作業的用戶。當某作業地址空間超過主存空間時，用戶也無需考慮覆蓋結構。1.存儲器管理1.存儲器管理頁式存儲管理方式的缺點如下。要求有相應的硬件支持，如需要動態地址變換機構、缺頁中斷處理機構等，增加了計算機的本錢。必須提供相應的數據結構來管理存儲器，而這些數據結構不僅占用了局部主存空間，同時它們的建立和管理要花費CPU的時間。雖然解決了分區管理中的“碎片〞問題，但在分頁系統中頁內“碎片〞問題仍然存在。對于靜態分頁管理系統，用戶作業要求一次性裝入內存，將給用戶作業的運行帶來一定的限制。在請求分頁管理中，需要進行缺頁中斷處理，特別是請求調頁的算法假設選擇不當，還有可能出現抖動現象，增加了系統開銷，降低了系統效率。1.存儲器管理1.存儲器管理〔4〕段式及段頁式存儲管理從固定分區到動態分區，進而又開展到分頁系統的原因，主要都是為了提高內存的利用率，然而，上述存儲管理方式為用戶提供的都是一維線性地址空間。而事實上，從程序本身的邏輯結構和邏輯關系上看，它既有主程序、子程序，也有數據結構和數據等。在分頁式存儲管理下，將作業地址空間機械地分割成很多個頁，從而破壞了程序內部的天然邏輯結構，這樣常常會把邏輯上相關局部的內容劃到不同的頁面上，這對于模塊化程序和變化的數據結構的處理，以及不同作業之間對某些公用子程序或數據塊的共享等問題的解決，都存在著較大的困難；此外，程序人員一般都希望把信息按其內容或函數關系分成段，每段有其自己的名字，且可以根據名字來訪問相應程序或數據段。按照這種邏輯結構來分配內存，那么引入了分段(Segment)存儲管理，通常分為簡單段式(簡稱段式)和段頁結合式兩種。1.存儲器管理1.存儲器管理

2.設備管理2.設備管理〔1〕設備管理在計算機系統中，設備管理是指對數據傳輸控制和對除中央處理器和主存儲器之外的所有其他設備的管理。由于I/O設備不僅種類繁多，而且它們的特性和操作方式，往往相差甚大，這就使設備管理成為操作系統中最繁雜且與硬件緊密相關的局部。1〕I/O系統硬件結構對于不同規模的計算機系統，其I/O系統的硬件結構也有所差異。通常可分為兩大類：微型機I/O系統和主機I/O系統。

2.設備管理2.設備管理2)外設的分類①按操作特性分類按這種方法可把外部設備分為存儲設備和輸入/輸出(I/O)設備。存儲設備是計算機用來存儲信息的設備，如磁盤、光盤及磁帶等。②按信息交換的單位分類按這種方法可將外部設備分為字符設備和塊設備。塊設備用于存儲信息。由于信息的存取總是以數據塊為單位，故被稱為塊設備，如磁帶及磁盤等。字符設備用于數據的輸入和輸出，其根本單位是字符，故稱為字符設備，如打印機及鍵盤等。③按傳輸速率分類按這種方法可將外部設備分為低速設備、中速設備和高速設備。低速設備是指傳輸速率為每秒中幾個字節至數百個字節的一類設備，如鍵盤、鼠標、語音的輸入和輸出等。中速設備是指傳輸速率為每秒數千個字節至數十千個字節的一類設備，如行式打印機、激光打印機等。高速設備是指傳輸速率為每秒數百千個字節至數兆字節的一類設備，如磁帶機、磁盤機及光盤機等。

2.設備管理2.設備管理3)設備管理的目標和功能①設備管理的目標在操作系統中設備管理的目標有以下4項。㈠提高設備的利用率㈡設備獨立性㈢字符編碼的獨立性㈣設備處理的一致性

2.設備管理2.設備管理②設備管理的功能為了實現上述目標，設備管理應具有以下功能。監視系統中所有設備的狀態。系統中存在許許多多設備，這些設備在系統運行期間處于各自不同的狀態，為了對設備實施分配和控制，系統必須要在任何時間都能快速地跟蹤設備狀態。設備狀態信息保存在設備控制塊(DCB)中，DCB能動態地記錄設備狀態的變化及相關信息。設備分配。在多用戶多進程中，系統必須決定進程何時取得一臺設備，使用多長時間，使用完畢后如何收回等問題，具體的設備分配方法將在任務五中詳細介紹。設備控制是設備管理的另一功能，它包括設備驅動和設備中斷處理，具體的工作過程是在設備處理的程序中發出驅動某設備工作的I/O指令后，再執行相應的中斷處理。

2.設備管理2.設備管理4)設備管理與文件管理的關系操作系統的各個功能之間關系是非常密切的，設備管理功能也不例外，與操作系統的其他功能有著非常密切的關系。例如，操作系統設備管理功能經常調用CPU管理功能來進行進程狀態切換和I/O中斷處理，現在經常借助虛存管理功能來實現設備緩沖區機制和平安保護功能。最為密切的當然是設備管理功能與文件系統之間的關系，這種密切關系具體表達在如下兩點。①統一的接口和無關層的實現操作系統設備管理功能的主要用戶界面與文件系統的主要用戶界面是統一的(或者說，設備管理的主要用戶界面包含在文件系統的用戶界面中)，而且設備管理功能無關層(也稱獨立層，負責實現對所有設備來說具有共性的功能，并且向用戶級軟件提供一個統一的接口)的主體代碼包含在文件系統代碼中(直到文件與設備的分化點)。

2.設備管理2.設備管理②塊設備管理與文件系統的關系文件系統與設備管理雖然都涉及到外部設備，但文件系統是管理外部空間和其中存儲的信息，而設備管理是對外部設備的物理接口進行物理操作。對文件的訪問經高幾層的不同邏輯空間逐層向下轉化為最終的物理扇區后，文件系統的底層就要調用設備管理功能中的塊設備驅動程序來完成實際的I/O操作，從而文件系統不必涉及各種塊設備的具體接口形式和連接形式。或者，文件系統可看作是因規模和特點考慮而將塊設備空間管理和信息管理從設備管理功能中別離出去的內容。總之，設備管理與文件系統(共同形成的一系列軟件層次)共同完成了設備高級接口(即抽象用戶接口)到物理設備的操作轉換和地址轉換。

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2.設備管理2.設備管理3〕DMA控制方式DMA(DirectMemoryAccess，直接存儲器訪問)方式的根本思想是在外設和主存之間開辟直接的數據交換通路。4〕通道控制方式通道控制方式與DMA方式相類似，也是一種內存和設備直接進行數據交換的方式。與DMA方式不同的是，在通道控制方式中，數據傳送方向存放數據的內存始址及傳送的數據塊長度均由一個專門負責輸入/輸出的硬件——通道來控制。另外，DMA方式每臺設備至少需要一個DMA控制器，而通道控制方式中，一個通道可以控制多臺設備與內存進行數據交換。

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2.設備管理2.設備管理1〕中斷的根本概念中斷(Interrupt)是指在計算機執行期間，系統內發生任何非尋常的或非預期的急需處理事件，使得CPU暫時中斷當前正在執行的程序而轉去執行相應的事件處理程序，待處理完畢后又返回原來被中斷處繼續執行或調度新的進程執行的過程。引起中斷發生的事件被稱為中斷源。中斷源向CPU發出的請求中斷處理信號稱為中斷請求，而CPU收到中斷請求后轉去執行相應的事件處理程序稱為中斷響應。在有些情況下，盡管產生了中斷源和發出中斷請求，但CPU內部的處理機狀態字PSW的中斷允許位已被去除，從而不允許CPU響應中斷。這種情況稱為禁止中斷。CPU禁止中斷后，只有等到PSW的中斷允許位被重新設置后才能接收中斷。禁止中斷也稱為關中斷。中斷請求、關中斷、開中斷等都是由硬件實現的。開中斷和關中斷是為了保證某些程序的原子性。除了禁止中斷的概念之外，還有一個比較常用的概念是中斷屏蔽。中斷屏蔽是指在中斷請求產生之后，系統用軟件方式有選擇地封鎖局部中斷而允許其余局部的中斷仍能得到響應。知識鏈接中斷屏蔽是通過每一類中斷源設置一個中斷屏蔽觸發器來屏蔽它們的中斷請求而實現的。不過，有些中斷請求是不能屏蔽甚至不能禁止的，也就是說，這些中斷具有最高優先級。不管CPU是否是關中斷的，只要這些中斷請求一旦提出，CPU必須立即響應。

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2.設備管理2.設備管理3〕中斷的處理過程I/O設備在設備控制器的控制下完成了I/O操作后，控制器便向CPU發出中斷請求，CPU響應后便轉向中斷處理程序。中斷處理程序的處理過程如下。①喚醒被阻塞的驅動程序進程。無論是什么類型的中斷，當中斷處理程序開始執行時，都必須喚醒阻塞的驅動程序進程。②保護被中斷進程的現場。將被中斷進程的現場信息保存在相應的中斷棧中。③分析中斷原因、轉入相應的設備中斷處理程序。對中斷源進行測試，找出本次中斷的I/O設備，將該中斷處理程序的入口地址裝入到程序計數器中，使處理機轉向中斷處理程序。④進行中斷處理。執行相應的中斷處理程序進行中斷處理。如果是正常完成中斷，驅動程序進行中斷處理；如果是異常結束，那么根據發生異常的原因做相應的處理。⑤恢復被中斷進程的現場。中斷處理程序完成后，可將保存在中斷棧中的被中斷進程的現場信息取出裝入到相應的存放器中。

2.設備管理2.設備管理5〕設備的分配在多道程序環境下，系統中的設備不允許用戶自行使用，而必須由系統分配。每當進程向系統提出I/O請求時，只要是可能的和平安的，設備分配程序便按照一定的策略，把其所需的設備分配給用戶(進程)。在有的系統中為了確保在CPU與設備之間能進行通信，還應分配相應的控制器和通道。為了實現設備分配，還必須在系統中設置相應的數據結構。1〕設備分配中的數據結構在進行設備分配時，通常都需要借助于一些表格的幫助。在表格中記錄了相應設備或控制器的狀態及對設備或控制器進行控制所需的信息。在進行設備分配時所需的數據結構表格有設備控制表、控制器控制表、通道控制表、系統設備表等。2〕設備分配思想根據設備的特性可把設備分為獨享設備、共享設備和虛擬設備3種。

2.設備管理2.設備管理3〕設備分配程序①根本的設備分配程序對于具有I/O通道的系統，在進程提出I/O請求后，系統的設備分配程序可按下述步驟進行設備分配。㈠分配設備。㈡分配控制器。㈢分配通道。

2.設備管理2.設備管理②設備分配程序的改進仔細研究上述根本的設備分配程序，可以發現：進程是以物理設備名來提出I/O請求的。采用的是單通道的I/O系統結構，容易產生“瓶頸〞現象。為此，應從以下兩方面對根本的設備分配程序加以改進，以使獨占設備的分配程序具有更大的靈活性，提高分配的成功率。㈠增加設備的獨立性。為了獲得設備的獨立性，進程應用邏輯設備名請求I/O。這樣，系統首先從SDT中找出第一個該類設備的DCT，如該設備忙，又查找第二個該類設備的DCT。僅當所有的該類設備都忙時，才把進程掛在該類設備的等待隊列上。而只要有一個該類設備可用，系統便可進一步計算分配該設備的平安性。㈡考慮多通路情況。為了防止在I/O系統出現“瓶頸〞現象，通常都采用多通路的I/O系統結構。此時對控制器和通道的分配，同樣要經過幾次重復。即假設設備(控制器)所連接的第一個控制器(通道)忙時，應查看其所連接的第二個控制器(通道)。知識鏈接僅當所有的控制器(通道)都忙時，此次的控制器(通道)分配才算失敗，才把進程掛在控制器(通道)的等待隊列上。而只要有一個控制器(通道)可用，系統便將它分配給進程。

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2.設備管理2.設備管理②SPOOLING系統的組成SPOOLING系統是對脫機輸入、輸出工作的模擬，它必須有高速隨機外存的支持，這通常是采用磁盤。SPOOLING系統主要有以下3局部。㈠輸入井和輸出井。這是在磁盤上開辟的兩大存儲空間。輸入井是模擬脫機輸入時的磁盤，用于收容I/O設備輸入的數據。輸出井是模擬脫機輸出時的磁盤，用于收容用戶程序的輸出數據。㈡輸入緩沖區和輸出緩沖區。在內存中要開辟兩個緩沖區：輸入緩沖區和輸出緩沖區。輸入緩沖區用于暫存由輸入設備送來的數據，以后再傳送到輸入井。輸出緩沖區用于暫存從輸出井送來的數據，以后再傳送給輸出設備。㈢輸入進程SP1和輸出進程SP0。進程SP1模擬脫機輸入時的外圍控制機，將用戶要求的數據從輸入機通過輸入緩沖區再送到輸入井。知識鏈接當CPU需要輸入數據時，直接從輸入井讀入內存。SP0進程模擬脫機輸出時的外圍控制機，把用戶要求輸出的數據，先從內存送到輸出井，待輸出設備空閑時，再將輸出井中的數據，經過輸出緩沖區送到輸出設備上。

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2.設備管理2.設備管理6〕設備處理設備處理程序通常又稱為設備驅動程序。它是I/O進程和設備控制器之間的通信程序，又由于它常以進程的形式存在，故簡稱為設備驅動進程。其主要任務是接收上層軟件發來的抽象請求，如read或write命令，再把它轉化為具體要求后，發送給設備控制器，啟動設備去執行，故應為每一類設備配置一種驅動程序。有時也可為非常類似的兩類設備配置一個驅動程序。①設備驅動程序的功能和特點設備驅動程序的主要功能如下。㈠將接收到的抽象要求轉換為具體要求。㈡檢查用戶I/O請求的合法性，了解I/O設備的狀態，傳遞有關參數，設置設備的工作方式。㈢發出I/O命令，啟動分配到的I/O設備，完成指定的I/O操作。㈣及時響應由控制器或通道發來的中斷請求，并根據其中斷類型調用相應的中斷處理程序進行處理。㈤對于設置有通道的計算機系統，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。

2.設備管理2.設備管理設備驅動程序的特點如下。㈠驅動程序主要是在請求I/O的進程與設備控制器之間的一個通信程序。它將進程的I/O請求傳送給控制器，而把設備控制器中所記錄的設備狀態、I/O操作完成情況，反映給請求I/O的進程。㈡驅動程序與I/O設備的特性緊密相關。因此，對于不同類型的設備，應配置不同的驅動程序。㈢驅動程序與I/O控制方式緊密相關。常用的設備控制方式是中斷驅動和DMA方式。這兩種方式的驅動程序明顯不同，因為前者應按數組方式啟動設備及進行中斷處理。㈣由于驅動程序與硬件緊密相關，因而其中的一局部程序必須用匯編語言書寫，目前有很多驅動程序，其根本局部已經固化，放在ROM中。

2.設備管理2.設備管理②設備驅動程序的處理過程設備處理程序的處理過程如下。㈠將邏輯設備轉換為物理設備。當邏輯設備翻開時，在相應的邏輯設備描述器中記錄了該邏輯設備與實際物理設備之間的聯系。㈡I/O請求的合法性檢查。對于輸入輸出設備在某一時刻只能進行輸入或輸出操作，如設備不支持這次I/O請求，那么認為這次I/O請求非法。對于磁盤、磁帶之類的設備，雖然是讀寫設備，但在某一時刻也只能進行其中的一項操作，如規定的是寫操作，那么讀操作是非法的。㈢檢查設備的狀態。啟動某設備的前提是該設備處于空閑狀態，因此啟動該設備之前，必須從設備控制器的狀態存放器中讀出該設備的狀態，只有在該設備處于空閑狀態時，才能啟動該設備控制器，否那么應等待。㈣傳送參數。許多設備除應向其控制器發出啟動命令外，還必須傳送相應的參數。如在啟動磁盤讀寫之前，應先將傳送的字節數、數據應到達的主存起始地址送入控制器的相應存放器中。㈤啟動I/O設備。完成上述準備工作后，驅動程序向控制器的命令存放器中傳送相應的控制命令。知識鏈接驅動程序發出I/O命令后，基本的I/O是在設備控制器的控制下進行的。通常I/O操作要完成的工作很多，需要一定時間，因等待I/O操作，驅動程序進程的狀態而由運行變為陰塞，直到中斷到來才將它喚醒。

2.設備管理2.設備管理〔7〕終端管理和時鐘管理1〕終端管理每臺計算機都有一個或多個終端，由于終端的類型、型號較多，因此需要終端驅動程序屏蔽其細節。根據操作系統如何與終端通信，將終端分成3類：存儲映像終端、RS-232串行接口和網絡接口終端。①存儲映像終端其包括鍵盤和顯示器，二者直接與計算機相連。存儲映像終端使用稱為視頻RAM(VideoRAM)的特殊存儲器。視頻RAM是計算機地址空間的一局部，系統使用與其他地址空間一樣的方式對它進行訪問。視頻存儲卡有一個芯片稱為視頻控制器(VideoController)。這個芯片從視頻RAM中取出字符，產生用于驅動顯示器(監視器)的視頻信號。監視器產生水平掃描屏幕的電子束。典型的屏幕有480～1024行，每行640～1200點。這些點稱為像素(Pixel)。視頻控制器調節電子束，決定一個像素是亮的還是黑的。彩色監視器有三個電子束，分別對應紅色、綠色和藍色。

2.設備管理2.設備管理RS-232終端與計算機通信

2.設備管理2.設備管理③X終端此為智能終端中最高檔的一種，它包含和主機CPU一樣強大的CPU。X終端還包含幾兆字節的主存、鍵盤和鼠標，在其上運行MIT的X-Windows系統。一般X終端通過以太網和主機通信。一個X終端是運行X軟件的計算機。一些產品只能運行X，其他產品作為通用機能把X作為和其他程