操作系统原理：设备管理与外设交互

该资源是关于自考操作系统原理中的设备管理部分，主要涵盖了设备管理的功能、外围设备的分类、信息传输单位、设备管理的好处、设备的分配与回收、启动与中断处理、虚拟设备的概念，以及独占设备和可共享设备的管理策略。 操作系统中的设备管理是至关重要的，它负责管理和控制所有硬件设备，尤其是外围设备，如存储设备和输入/输出设备。设备管理的主要功能包括启动和控制外围设备，实现主存与外设间的数据传输，以及优化设备的使用效率和资源共享。 存储设备，如磁盘机和磁带机，用于扩展主存容量，存储大量信息。输入/输出型设备，如显示器、键盘和打印机，用于数据的输入和输出。在传输信息时，存储型设备通常按块为单位，而输入/输出型设备则以字符为单位。 设备管理的一大优势在于它可以减轻用户的负担，启动外设的操作由操作系统负责，同时实现设备的共享，提高利用率。此外，通过并行操作，设备管理可以提升系统整体效率，处理设备故障，确保系统的可靠性和安全性。当用户请求设备时，操作系统会根据设备的绝对号和相对号进行分配，用户只需指定设备类型和相对号，系统会自动匹配合适的绝对号设备。 在设备管理中，独占设备只能被一个作业独占使用，而可共享设备可以被多个作业交替使用。例如，打印机通常是独占设备，而磁盘可以是共享设备。针对独占设备的管理，操作系统需要制定有效的分配策略，以平衡作业需求和设备利用率。设备的绝对号是系统中设备的唯一标识，而相对号则是用户申请设备时使用的逻辑编号，便于用户管理和区分。 在设备分配时，用户可以指定绝对号或相对号。指定绝对号时，系统直接分配对应设备；指定相对号时，系统会根据设备类和相对号映射到具体的绝对号设备。当设备被分配给作业后，系统还需要处理设备的启动、中断事件，以及可能的设备回收。此外，设备管理还包括磁盘驱动调度，以优化磁盘访问效率。 虚拟设备是设备管理中的另一项关键技术，它通过软件技术将一个物理设备模拟成多个逻辑设备，从而提高设备的并发使用能力。例如，通过磁盘分片技术，一个物理磁盘可以被虚拟成多个独立的逻辑磁盘，供多个用户或进程同时使用。 设备管理在操作系统中扮演着核心角色，确保了硬件资源的有效利用，提升了系统的性能和用户体验。理解设备管理的基本概念和机制对于深入学习操作系统原理至关重要。