操作系统-内核的I/O核心子系统及功能，假脱机技术，I/O设备的分配与回收，缓冲区管理

最新推荐文章于 2025-11-30 11:17:28 发布
原创 最新推荐文章于 2025-11-30 11:17:28 发布 · 1.8k 阅读 · 0 ·
CC 4.0 BY-SA版权
版权声明：本文为博主原创文章，遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议，转载请附上原文出处链接和本声明。
文章标签：

#linux #ubuntu #开发语言 #windows #学习

本文深入探讨了操作系统中I/O核心子系统的功能，包括假脱机技术、设备分配与回收的细节，如输入井和输出井、输入输出缓冲区的使用。同时，阐述了设备分配的考虑因素、安全性和不同分配策略。还介绍了缓冲区管理的各种方法，如单缓冲、双缓冲和循环缓冲，以及它们在通信中的区别。

目录

1.I/O核心子系统以及功能

2.这些功能在哪个层次实现

​3.假脱机技术

 （1）输入井和输出井

​ （2）输入进程与输出进程

（3）输入输出缓冲区

 4.设备的分配与回收

（1）设备分配时应该考虑的因素

设备的分配算法

设备分配中的安全性

（2）静态分配与动态分配

（3）设备分配管理中的数据结构

设备控制表-DCT

控制器控制表-COCT

通道控制表-CHCT

系统设备表-SDT

（4）设备分配的步骤

 设备分配的改进步骤​编辑

​ 5.缓冲区管理

缓冲区的概念

单缓冲

双缓冲

单缓冲和双缓冲通信时的区别

循环缓冲

 ​编辑

缓冲池

1.I/O核心子系统以及功能

2.这些功能在哪个层次实现

假脱机技术

 

 I/O调度

设备保护

 3.假脱机技术

 

 （1）输入井和输出井

 （2）输入进程与输出进程

 

 

（3）输入输出缓冲区

 4.设备的分配与回收

（1）设备分配时应该考虑的因素

设备的固有属性

 

设备的分配算法

 

设备分配中的安全性

 

（2）静态分配与动态分配

 

（3）设备分配管理中的数据结构

 

设备控制表-DCT

 

控制器控制表-COCT

 

通道控制表-CHCT

 

系统设备表-SDT

 

（4）设备分配的步骤

 

 

 

 
设备分配的改进步骤

 

 5.缓冲区管理

缓冲区的概念

 

单缓冲

 

 

 

  

双缓冲

T>C+M时：

 

T>C+M时：

 

单缓冲和双缓冲通信时的区别

 

循环缓冲

 

 

缓冲池

 

 

 

 

 

IO子系统
la1466128339的博客
06-12 538
分配设备的时候，管家得小心，不能让家里的成员（进程）因为抢设备而打起来，这就是所谓的“死锁”。不安全分配：如果你告诉管家“我要打印，但你可以继续做其他事”，管家可能会在你打印的时候又去忙别的，这样虽然效率高，但有时候管家可能会忘记你在打印，导致打印出错。安全分配：就像你请求管家帮忙打印文件，管家说“好的，你先等等”，然后专心帮你打印，直到打印完才叫你。缓冲区：缓冲区就像一个大一点的储物箱，用来暂时存放数据，这样CPU（电脑的大脑）和输入输出设备（比如硬盘）之间的工作速度差异就不会那么明显。
5.2 IO核心子系统
qq_52240295的博客
05-11 801
如:磁盘调度(先来先服务算法、最短寻道优先算法、SCAN算法:C-SGAN算法、LOOK算法、C-LOOK算法)。当多个磁盘I/0请求到来时，用某种度法确定满足请求的顺序。同理，打印机等设备也可以用先来先服务算法、优先级算法、短作业优先等算法来确定I/0调度顺序。操作系统需要实现文件保护功能，不同的用户对各个文件有不同的访问权限(如:只读、读和写等)在UNIX系统中，
I/O设备管理及缓冲分配详解
loveCC_orange的博客
03-17 1958
第五章 设备管理 5.1 I/O系统 5.2 I/O控制方式 5.3 缓冲管理 5.4 设备分配 5.5 设备处理 5.6 磁盘存储器管理 计算机系统的一个重要组成部分是I/O系统。 I/O系统包括所有信息输入、输出和存储功能的设备和相应的设备控制器，在有的大中型机器中，还有I/O通道或I/O处理机。 设备管理的对象是I/O设备，还可能要涉及到设备控制器和I/O通道。 设备管理的基本任务是完成用户提出的I/O请求，提高I/O速率以及改善I/O设备的利用率。 一、I/O设备 将分为以下两部分来讲解I/O设
操作系统——I/O核心子系统
王王仙贝的博客
06-14 868
需要请求“磁盘设备”的设备独立性软件的服务，因此一般来说假脱机技术是在用户层软件实现的。 但是408大纲将假脱机技术归为“I/O核心子系统”的功能。用软件的方式模拟假脱机技术。 输入井：模拟脱机输入时的磁带，用于收容I/O设备输入的数据。 输出井：模拟脱机输出时的磁带，用于收容用户进程输出的数据。 输入进程：模拟脱机输入时的外围控制机 输出进程：模拟脱机输出时的外围控制机可以把一台物理设备虚拟成逻辑上的多台设备，可将独占是设备改造成共享设备。 作用：缓解设备与CPU的速度矛盾，实现预输入、缓输出。用某种算
操作系统笔记——设备的分配与回收
qq_44886213的博客
12-12 3861
一、设备分配时应考虑的因素 1. 设备分类 独占设备：只能被一个进程使用。打印机 共享设备：可以被多个进程同时（微观上交替）使用。磁盘 虚拟设备：SPOOLing技术从独占设备虚拟出来的设备。（所以本质上还是属于独占设备） 二、静态分配与动态分配 静态分配：进程运行前，一次性给进程分配所需的全部资源，资源不满足的话就不让这个进程运行。这也是避免死锁的四个方法之一。 动态分配：进程运行中动态请求资源。 三、设备分配管理中的数据结构 每个设备一定从属于一个控制器，每个控制器也一定从属于...
49、操作系统I/O系统详解
Black的专栏
07-04 107
本文详解操作系统中的I/O系统，涵盖I/O硬件基本概念、应用程序I/O接口、设备驱动程序、内核I/O子系统服务等内容。文章还探讨了I/O系统的未来发展趋势，如高速设备支持、分布式I/O系统和智能化I/O管理，并提供实践建议以帮助开发者优化系统性能。
49、操作系统 I/O 系统全面解析
yoga7的博客
11-29 2
本文全面解析了操作系统的I/O系统，涵盖I/O硬件基础、应用程序I/O接口、内核I/O子系统及性能优化策略。详细探讨了块设备、字符设备、网络设备和时钟定时器的I/O特性，对比阻塞与非阻塞I/O的应用场景，并介绍了I/O调度、缓冲、缓存、假脱机等核心技术。通过实际代码示例展示了SSTF调度算法、LRU缓存和异步I/O的实现，最后展望了未来I/O系统的发展方向。
详解操作系统的I/O管理
m0_74282605的博客
11-23 1109
如下图所示，假设 ，缓冲区2 开始向工作区传送数据，缓冲区1 开始冲入数据，当工作区充满数据后，缓冲区为空，时间为 M，然后工作区开始处理数据，缓冲区1 继续冲入数据，因此此时只有一个 I/O 设备，所以缓冲区2 虽然为空，但不能冲入数据。假设 ，从初始状态开始，当工作区数据处理完后，时间为 C，缓冲区还没充满，当缓冲区充满时，经历了 T 时间，停止再冲入数据，然后缓冲区向工作区传送数据，当工作区满了以后，缓冲区的数据同时也为空。设备控制器是一个可编址的设备，有多个设备地址，每个设备地址对应一个设备。
50、深入理解 I/O 系统：原理、机制与性能优化
最新发布
yoga7的博客
11-30 8
本文深入探讨了计算机I/O系统的核心原理与工作机制，涵盖I/O调度、设备状态监控、驱动程序初始化等关键功能。详细分析了I/O请求从应用程序到硬件操作的转换过程，比较了MS-DOS与UNIX在设备映射上的设计差异，并阐述了阻塞读请求的完整生命周期。文章介绍了UNIX System V的STREAMS机制，展示了其模块化I/O处理架构的优势。进一步讨论了I/O对系统性能的影响因素，包括CPU开销、中断频率和内存复制，并提出了多种性能优化策略。最后，探讨了I/O功能在应用、内核与硬件层面的实现路径及其权衡，为构建
155-教学课件-操作系统内核的IO子系统1
08-04
I/O调度是操作系统内核I/O子系统的核心组件之一，负责按照某种策略将设备分配给请求I/O的进程。I/O调度的主要目的是改善系统整体性能，公平地共享设备，减少因I/O所需要的等待时间。操作系统通过为每个设备维护一个...
操作系统复习之I/O核心子系统
weixin_46516647的博客
06-03 1586
由于I/O设备种类繁多，差异巨大，因此需要多种方法来进行设备控制。这些方法共同组成了操作系统内核的IO子系统（即上节中的软件层次结构中的三种软件程序），它将内核的其他方面从繁重的I/O设备管理中解放出来。I/O核心子系统提供的服务主要有I/O调度、缓冲与高速缓存、设备分配与回收、假脱机、设备保护和差错处理等。概念：采用某种策略来确定一个比较好的I/O请求顺序，应用程序发布的系统调用不一定总是最佳顺序，所以需要I/O调度来改善系统整体性能，减少I/O完成所需要的平均等待时间（1）缓冲区Buffer 缓冲区是一
操作系统设备的分配与回收
派拉斯兔子的博客
11-30 2894
一、设备的分配与回收 （一）设备分配时应考虑的因素 1. 设备的固有属性 设备的固有属性可分为三种：独占设备、共享设备、虚拟设备。 独占设备——一个时段只能分配给一个进程（如打印机） 共享设备——可同时分配给多个进程使用（如磁盘），各进程往往是宏观上同时共享使用设备，而微观上交替使用。 虚拟设备——采用 SPOOLing 技术将独占设备改造成虚拟的共享设备，可同时分配给多个进程使用（如采用 SPOOLing 技术实现的共享打印机） 设备的分配算法：先来先服务、优先级高者优先、短任务优先… 2. 设备分
非常详细！操作系统【IO核心子系统】
m0_51574586的博客
02-16 1666
推荐关注博主！随时获取更多关于操作系统的最新技术分享！
[IO系统]01 IO子系统
渡江客涂鸦板
01-06 3679
从整个IO调用链层面俯视整个链路，其穿越“千山万水”，最终会到胜利的彼岸——“设备层”
【操作系统】I/O 管理（二）—— I/O 核心子系统
haoweixl的博客
09-15 2537
手工操作阶段：主机直接从 I/O设备获得数据，由于设备速度慢，主机速度很快。人机速度矛盾明显，主机要浪费很多时间来等待设备。如下图。批处理阶段引入了脱机输入/输出技术（用磁带完成）：引入脱机技术后，缓解了CPU与慢速I/O设备的速度矛盾。另一方面，即使CPU在忙碌，也可以提前将数据输入到磁带；即使慢速的输出设备正在忙碌，也可以提前将数据输出到磁带。为什么称为“脱机”—— 脱离主机的控制进行的输入/输出操作。设备的固有属性可分为三种：独占设备、共享设备、虚拟设备。
5.2.3 OS之I/O设备的分配与回收（DCT-COCT-CHCT-SDT）
Lianuuu的博客
07-16 1331
文章转自。
I/O核心子系统
xiaotai1234的博客
07-23 540
I/O核心子系统 1.概述 2.这些功能要在哪个层次实现 3.I/O调度 4.设备保护
评论
成就一亿技术人!
拼手气红包6.0元
还能输入1000个字符
 
红包 添加红包
表情包 插入表情
表情包 代码片
 条评论被折叠 查看
添加红包

请填写红包祝福语或标题

个

红包个数最小为10个

元

红包金额最低5元

当前余额3.43元 前往充值 >
需支付：10.00元
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付元
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明：

1.余额是钱包充值的虚拟货币，按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载，可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值