В. Столлингс - Операционные системы (1114679), страница 103
Текст из файла (страница 103)
Предположим ' .,ф~' также, что источник заданий бесконечен. а. Предположим, что планировщик операционной системы не запускает задание до тех пор, пока не становятся доступными четыре устройства. В начале рзбо. ты задания за ним закрепляются четыре устройства, которые освобождаются,: ." только по завершении задания. Чему равно максимальное количество заданий,:;.';, которое может одновременно выполняться в такой системе7 Чему разно мн !',. нимальное и максимальное количество лентопротяжных устройств, которое .„', „ может оказаться простаивающим при такой стратегии7 б. Предложите альтернативную стратегию для повышения степени использа,":;!:— вания лентопротяжных устройств, которая в то же время позволяет избе: жать взаимоблокировок.
Чему равно максимальное количество одновр~;";;:, менно выполняющихся заданий? Какой величиной ограничено количеств~~~,.'. простаивающих лентопротяжных устройств7 Операции ввода-вывода и Файлы При создании операционной системы важное место занимают средства ввода-вывода и система управления Файлами. При рассмотрении ввода-вывода ключевым вопросом является производительность. От удачного проектирования средств ввода-вывода во многом зависит производительность всей вычислительной системы.
Если обратить внимание на Функционирование компьютерных систем, то можно увидеть, что скорость работы процессора непрерывно возрастает, а если один процессор работает недостаточно быстро, то повысить производительность можно путем использования ЯМР-конфигурации. Скорость доступа к основной памяти также возрастает, хотя и медленнее, чем скорость работы процессора. При разумном использовании одного, двух или более уровней внутренней кэш-памяти возможно ускорить доступ к основной памяти, компенсируя этим отставание скорости работы основной памяти от скорости работы процессора. Заметим, однако, что производительность при операциях ввода-вывода остается существенной проблемой, особенно при работе с дисковой памятью. Производительность важна и при рассмотрении Файловых систем.
Здесь на первый план выступают также такие требования„как надежность и безопасность. С точки зрения пользователя, файловая система является, возможно, самым важным аспектом операционной системы пользователю необходим не только быстрый доступ к файлам„но и гарантия того, что Файлы останутся неповрежденными и будут защищены от несанкционированного доступа. $42 Часть 4. Плаииро Глава 1К У~ра~~ен~е вв0Д0м-вв1в0Д0м и Диск0в0е 1ланирование Зта глава начинается с обзора запоминающих устройств ввода-вывода и оранизации выполнения операций ввода-вывода в операционной системе. Далее аы рассмотрим различные стратегии буферизации, способные повысить произво бдительность.
Остальная часть главы посвящена дисковым операциям ввода~ывода. ы по . М пытаемся найти способ упорядочения многочисленных запросов к иску, что позволит с волит использовать преимущества Физических характеристик досгупа к диску, необходимые для уменьшения времени отклика. И, наконец, мы рассмотрим повы вышение производительности и надежности за счет применения тисковых массивов и использования дискового каша.
Глава 12. Управление файлами В этой главе обсуждаются различные методы организации файлов, а также анализируются проблемы, связанные с управлением Файлами и доступом к ним в операционной системе. Большое внимание уделяется Физической и логической организации данных. Здесь описаны сервисные средства управления Файлами, предоставляемые пользователю операционной системой. Кроме того, в главе рассмотрены специфические устройства и структуры данных, входящие в систему управления файлами. ГЛАВА Управление вводом выводом и дисковое планирование .1.
Устройства ввода-выво рганнзация ф 1 З- Вопросы н оектн ° - р рования операционных систем 1.4. БуФеризация операций ввода-вывода 1.6. Дисковое планирование 1.6. КАП) 1.7. Дисковый кзиц 1.8. Ввод-вывод в ОХАХ ЯУВ4 1.8. Ввод-вывод в ЪГин1омв 2000 1.10. Резюме , ключевые термины н контрольные вопросы .11. Рекомендуемая литература .12. Задачи иложение. Дисковые устройства 'Часть 5.
Операции ввода-вывода и фа Часть 5. Операции ввода-в тся пожалуй самым значимым аспектом при создании вод-вывод является, 1 операционных систе истем. Вследствие широкого разнообразия запоминающих 1 устройств и прило е ил жений разработать общее согласованное решение, ка цееся их организации, очень сложно. Мы начнем главу с краткого обсуждения устройств и организации функций а-вывода. ти вопро . Э росы обычно относящиеся к области архитектуры компьза, приводят к нео еобходимости изучения ввода-вывода с точки зрения опера- аной системы. В следующем раз е деле рассматриваются вопросы разработки операционных ем, включающие в те вопросы организации ввода-выводи.
После этого рассматтется буферизация — од я — один из основных предоставляемых операционной систй с~раисов ввода-вывода, повышающий общую производительн Остальные разделы главы посвящены операциям ввода-вывода зитным диском. В современных системах этот вид операций вв ый важный, а с пользовательской точки зрения он является тению производительности. Мы начнем с описания разработки ательности дисковых операций ввода-вывода, а затем рассмотр одов повышения этой производительности. Приложение к данной главе завершает анализ характеристик вн щих устройств, включая магнитный диск и оптические устройства Как было сказано в главе 1, "Обзор компьютерных систем", вне сопровождающие операции ввода-вывода, могут быть объединены Работающие с пользователем Используются для связи с компьютера.
В качестве примера можно привести принтеры налы, состоящие из дисплея, клавиатуры„а также другие ус пример, манипулятор "мышь". Работающие с компьютером. Используются для связи с эле рудованием. К ним можно отнести дисковые устройства и ус нитной лентой, датчики, контроллеры и преобразователи. Коммуникации Используются для связи с удаленными ус ним относятся модемы и драйверы цифровых линий.
Имеются существенные различия как между устройствами инадлежащими к разным классам, так и в рамках каждого к ."дующие из этих различий. Скорость передачи данных. Скорость передачи данных може несколько порядков (рис. 11. 1). Применение. Каждое действие, поддерживаемое устройством, ние на программное обеспечение и стратегии операционной си пример, использующийся для хранения Файлов диск требуе граммного обеспечения для управления Файлами. Диск, испол стае внешнего запоминающего устройства для страниц вирту зависит от программных и аппаратных средств виртуальн алькой пам го, данные приложения оказывают воздействие и на алгоритмы дискового ила нирования (этот вопрос рассматривается в настоящей главе позже).
В качестве еще одного примера можно привести терминал„который может использоваться как обычным пользователем„так и системным администратором — при этом требуются не только различные уровни привилегий, но и, вероятно, различные уровни приоритетов операционной системы. ° Сложность управления. Для принтера требуется относительно простой ин терфейс управления, диску же необходим намного более сложный интер Фейс.
Влияние этих отличий на операционную систему сглаживается усложнением контроллеров ввода-вывода. ° Единицы передачи данных. Данные могут передаваться как поток байтов или символов (например, при терминальном вводе-выводе), и блоками (например, при выполнении дисковых операций ввода-вывода). ° Представление данных. Различные устройства используют разные схемы кодирования данных, включая разную кодировку символов и контроль четности.
е Условия ошибок. Природа ошибок, способ сообщения о них, их последствия и возможные ответы резко отличаются при переходе от одного устройства к другому. 010аЬй Етпетпет Графический монитор Жесткий диск Етпетпе1 Стический диск Сканер Лазерный принтер Гибкий диск Модем Мытаь Клан натура 10~ 10з 10з 104 10з 10а 1О 10а 10з Скорость передачи даннык, Ьрз Рис. 11.1. Скорость передачи данных типичных устройств ввода-вывода Такое разнообразие приводит тому, что, по сути, невозможна разработка е ино диного и согласованного подхода к проблеме ввода-вывода как с точки зрения операционной системы, так и с точки зрения пользовательских процессов, 1'лава 11. Управление вводом-выводом и дисковое планирование 547 В разделе 1.7 рассмотрены три способа осуществления ввода-вывода.
П раммнруемый ввод-вывод. Процессор посылает необходимые команды Прогрэ контроллеру ввода-вывода; после этого процесс находится в состоянии ожидания завершения операции ввода-вывода. Ввод-вывод, управляемый прерываниями. Процессор посылает необходимь»е команды контроллеру ввода-вывода и продолжает выполнение следующ» ующих команд. Выполнение процесса прерывается контроллером ввода- вывода, когда последний выполнит свое задание.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
