第五章 IO管理

一、IO设备

1.1 基本概念与分类

1.2 IO控制器

电子部件

IO控制器组成

值得注意的小细节：①一个I/O控制器可能会对应多个设备；

②数据寄存器、控制寄存器、状态寄存器可能有多个（如：每个控制/状态寄存器对应一个具体的设备），且这些寄存器都要有相应的地址，才能方便CPU操作。有的计算机会让这些寄存器占用内存地址的一部分，称为内存映像I/O；另一些计算机则采用I/O专用地址，即寄存器独立编址。

1.3 控制方式

• 程序直接控制方式
• 中断驱动方式
• DMA方式
• 通道控制方式

1.4 IO软件层次结构

用户层软件

设备独立性软件

操作系统系统可以采用两种方式管理逻辑设备表（LUT）：

• 第一种方式，整个系统只设置一张LUT，这就意味着所有用户不能使用相同的逻辑设备名，因此这种方式只适用于单用户操作系统。
• 第二种方式，为每个用户设置一张LUT，各个用户使用的逻辑设备名可以重复，适用于多用户操作系统。系统会在用户登录时为其建立一个用户管理进程，而LUT就存放在用户管理进程的PCB中。

设备驱动程序

中断处理程序

1.5 接口

二、IO核心子系统

2.1 基本概念

2.2 假脱机技术

2.3 设备的分配与回收

2.4 缓冲区管理

三、磁盘和固态硬盘

3.1 磁盘的结构

物理地址：

总结：

3.2 磁盘调度算法

先来先服务

最短寻找时间优先

扫描算法

LOOK调度算法

循环扫描算法

C-LOOK调度算法

总结

3.3 减少延迟时间的方法

问题来源：

交替编号：

若采用交替编号的策略，即让逻辑上相邻的扇区在物理上有一定的间隔，可以使读取连续的逻辑扇区所需要的延迟时间更小。

错位命名：

总结：

3.4 磁盘管理

初始化：

引导块：

坏块的管理：

总结：

3.5 固态硬盘SSD

主要参考：王道考研课程
后续会持续更新考研408部分的学习笔记，欢迎关注。
github仓库（含所有相关源码）：408数据结构笔记