磁盘的结构

• CPU与控制器的接口
• I/O逻辑
• 控制器与设备之间的接口

I/O控制器的组成

I/O控制器的主要功能

两种寄存器编址方式

• 接收和识别命令
• 向CPU报告设备状态
• 数据交换
• 地址识别

设备驱动程序接口

I/O应用程序接口

• 字符设备接口
• 块设备接口
• 网络设备接口

• I/O调度
• 设备保护

设备分配与回收

缓冲区管理

程序直接控制方式

中断驱动方式

DMA方式

通道控制方式

设备独立性软件

设备驱动程序

中断处理程序

用户层I/O软件

磁盘调度算法

• 先来先服务(FCFS)
• 最短寻找时间优先(SSTF)
• 扫描算法(SCAN)
• LOOK调度算法
• 循环扫描算法(C-SCAN)
• C-LOOK调度算法

• 交替编号-同一盘面内
• 错位命名-不同盘面间
• 地址-柱面, 盘面, 扇区

减少延迟时间的方法

假脱机技术

脱机技术

假脱机技术

硬件：I/O控制器

I/O控制方式

I/O设备的分类

I/O软件层次结构

磁盘、磁道、扇区

磁盘的分类

寻道时间

延迟时间

传输时间

读写所需时间

I/O设备

设备分配需考虑的因素

设备分配方式

设备分配管理中的数据结构

设备分配的步骤

• 设备的固有属性
• 设备分配算法
• 设备分配中的安全性

• 静态分配
• 动态分配

• 设备控制表(DCT)
• 控制器控制表(COCT)
• 通道控制表(CHCT)
• 系统设备表(SDT)

单缓冲

双缓冲

循环缓冲

缓冲池

耗时：$\max(C,T)+M$

耗时：$\max(C+T,M)$