理解设备独立性：OS设备管理详解

"设备独立性-OS第八章 设备管理" 设备独立性是操作系统设备管理中的一个重要概念，旨在让用户程序能够独立于具体的物理设备运行。这一特性使得用户在编写程序时无需考虑实际使用的输入/输出设备，只需指定逻辑设备名，操作系统会自动处理逻辑设备与物理设备之间的映射。设备独立性的优点在于提高了设备分配的灵活性，当系统添加、移除或更换设备时，用户程序无需修改，同时也方便处理设备故障，增强了系统的容错能力。 在设备管理中，第8章涵盖了一系列相关主题： 1. 设备管理概述：这部分讲解了计算机系统中设备的定义，包括物理设备、控制部件以及虚拟设备。设备管理的基本功能涉及设备的分配、控制、处理和优化，以及I/O系统软件的组织结构。 2. I/O控制方式：讨论了不同的I/O控制方式，如程序控制方式、中断方式、DMA（直接内存访问）方式等，这些都是实现设备操作的重要手段。 3. 设备的分配：这部分内容涉及如何有效地分配和回收设备，确保资源的有效利用，同时避免资源冲突和死锁。 4. 设备处理程序：设备处理程序是操作系统中处理设备事件的特殊程序，它们负责响应设备中断，执行相应的操作，并将结果返回给用户程序。 5. 磁盘设备的驱动调度：磁盘是最常见的共享设备之一，驱动调度算法如FCFS（先来先服务）、SJF（最短作业优先）、SSTF（最短寻道时间优先）等用于优化磁盘操作的效率和响应时间。 6. 缓冲技术：缓冲区的使用可以缓解CPU与I/O设备速度不匹配的问题，提高系统吞吐量，减少等待时间，同时也有助于实现设备的并发访问。 设备分类是设备管理的基础，计算机系统设备通常根据其性能指标（如数据传输速率、传输单位和共享属性）分为系统设备和用户设备、独占设备、共享设备和虚拟设备： - 系统设备是操作系统启动时已注册的标准设备，如键盘、显示器等。 - 用户设备则是非标准设备，如特殊接口卡或专业扫描仪。 - 独占设备一次只能由一个作业使用，如行式打印机。 - 共享设备可以被多个作业并发访问，如磁盘，通过时间片轮转等策略实现并发。 - 虚拟设备则利用辅助存储器和虚拟技术将独占设备转化为可共享或独占的资源，如虚拟磁带设备。 理解设备管理的概念和技术对于设计和优化操作系统、提升系统性能和用户便利性至关重要。