• I/O設備：輸入輸出和存儲功能的設備

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• I/O設備的分類

按傳輸的速度：

低速設備（如鍵盤、鼠標、語音輸入輸出設備）? 中速設備（如行式打印機、激光打印機等）

高速設備（如磁帶機、磁盤機、光盤機等）。

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設備按信息交換的單位分類

塊設備：用于存儲信息。對于信息的存取總是以數據塊為單位。典型例子是磁盤。該類設備基本特征是傳輸速率較高，另一特征是可尋址。

字符設備：用于數據的輸入和輸出。基本單位是字符。如交互式終端、打印機等。其基本特征是傳輸速率較低，另一特征是不可尋址。

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設備按其共享屬性分類

獨占設備：指在一段時間內只允許一個用戶、進程訪問的設備，即臨界資源。應互斥的訪問之。

共享設備：指在一段時間內允許多個進程同時訪問的設備。對每一時刻而言仍然是一個進程訪問。如磁盤。

虛擬設備：指通過虛擬技術將一臺獨占設備變換為若干臺邏輯設備，供若干個用戶（進程）同時使用。

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設備按其使用特性分類：

存儲設備、輸入＼輸出設備

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• I/O通道

其主要目的是為了建立獨立的I/O操作，去解放CPU。在設置通道后，CPU只需向通道發送一條I/O指令。通道完成任務后向CPU發中斷信號。

控制功能：CPU與設備控制器

數據傳輸：內存與外設

• I/O控制方式

1. 程序I/O方式，使用輪詢的可編程I/O方式。CPU浪費
2. 終端驅動I/O方式，使用中斷的可編程I/O方式。CPU用較短的時間進行中斷處理。
3. 直接存儲器訪問方式(MDA),以數據塊為單位，高效。缺點：不連續的數據塊，不能一次處理
4. I/O通道控制方式，通道時硬件，配合著通道程序

• 設備分配

1. 前提：大中型計算機
2. DS：設備控制表、控制器控制表、通道控制表、系統設備表
3. 獨占設備分配步驟：分配設備、分配控制器、分配通道

• SPOOLing技術（假脫機）

定義

為緩和CPU的高速性與I/O設備低速性間的矛盾而引入了脫機輸入、脫機輸出技術。該技術是利用專門的外圍控制機，將低速設備上的數據傳送到高速磁盤上；或者相反。這樣就可以在主機的直接控制下實現脫機輸入輸出。此時外圍操作與CPU對數據的處理同時進行，我們把這種在聯機情況下實現的同時外圍操作稱為SPOOLing（Simultaneaus Periphernal Operating On—Line），或稱為假脫機操作。

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組成

1. 輸入井和輸出井。是磁盤上開辟的兩個大存儲空間。輸入井模擬脫機輸入的磁盤設備，輸出井模擬脫機輸出時的磁盤。
2. 輸入緩沖區和輸出緩沖區。在內存中開辟兩個緩沖區，輸入緩沖區暫存由輸入設備送來的數據，后送輸入井；輸出緩沖區暫存從輸出井送來的數據，后送輸出設備。
3. 輸入進程和輸出進程。利用兩個進程模擬脫機I/O時的外圍處理機。
4. 井管理程序。用于控制作業與磁盤井之間信息的交換。

特點

1. 提高了I/O的速度。利用輸入輸出井模擬成脫機輸入輸出，緩和了CPU和I/O設備速度不匹配的矛盾。
2. 將獨占設備改造為共享設備。并沒有為進程分配設備，而是為進程分配一存儲區和建立一張I/O請求表。
3. 實現了虛擬設備功能。多個進程同時使用一臺獨占設備，虛擬成了多臺設備。
   1. 打印機是獨占設備，通過虛擬技術實現“共享”的模擬

• 緩沖區管理

1. 引入
   1. 緩和CPU與I/O設備間速度不匹配矛盾。
   2. 減少對CPU的中斷頻率，放寬對CPU中斷響應時間的限制
   3. 提高CPU和I/O設備之間的并行性。

方法

1. 單緩沖（效率低）
2. 雙緩沖區（效率比較高，當輸入輸出速度不匹配時效率受影響）
3. 循環緩沖區（解決輸入和輸出速度相差甚遠的影響）
4. 緩沖池（解決多進程緩沖過程中內存利用率的問題）

• 磁盤管理

9個進程先后提出讀盤請求訪問的磁道號為：55；58；39；18；90；160 150 38 184目前磁頭停留在100道。

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先來先服務（FCFS）

1. 優點：公平、簡單
2. 缺點：未對尋道進行優化

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最短尋道時間優先（SSTF）

1. 優點：尋道優化
2. 缺點：可能導致某些進程發生“饑餓”。

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掃描SCAN算法

1. 優點：較好的尋道性能
2. 缺點：“不巧”的進程嚴重推遲

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循環掃描算法CSCAN

1. 優點：進程的延遲變小了

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FSCAN算法本算法是N-Step-SCAN算法的簡化。