计算机网络操作系统(5)

计算机网络操作系统第五章主要探讨了输入输出设备管理，这是操作系统对硬件进行管理的重要部分。设备管理的主要任务包括根据用户需求连接外部设备，并提高输入输出设备的利用率，以实现主机、外设之间以及外设间的并行工作。其功能涵盖了设备的分配、控制输入输出的并行操作、管理输入输出缓冲区以及在大型系统中应用虚拟设备技术。 在设备管理的历史发展中，经历了键盘和打印机的第一代，鼠标和调制解调器的第二代，以及手写笔、扫描仪等更先进的第三代设备。现代计算机系统中的外部设备可以分为多种类型，包括输入输出设备、外存设备、终端设备，以及连接它们的通道和控制器。设备管理的关键在于分类和记录。 设备可以按照用户和用户需求、输入输出传送方式、资源特点以及硬件物理特性进行分类。例如，系统设备是标准设备，而用户设备则可能需要特定的接口设计以适应操作系统。字符设备和块设备分别以字符和固定大小的块为单位进行输入输出。独享设备只能被单个作业或任务使用，如打印机，而共享设备如硬盘可以被多个用户交替访问。虚拟设备则是通过软件技术，如SPOOLing，使独享设备具备共享特性。 此外，按设备的存取方式，设备分为顺序存取设备（如磁带）和直接存取设备（如磁盘）。物理设备由操作系统直接管理，逻辑设备允许用户自定义命名，而伪设备是具有特定用途的逻辑设备，例如dos中的NUL设备，可以用于模拟空设备或删除文件。 在实际操作中，操作系统会采用不同的策略来分配和管理这些设备。例如，设备驱动程序是操作系统内核的一部分，它负责与硬件交互，执行I/O操作。分配算法则决定如何有效地将设备分配给需要的进程，以提高效率。常见的数据传送控制方式包括程序直接控制、中断控制、DMA（直接内存访问）以及通道方式，每种方式都有其优缺点，适用于不同的应用场景。 总的来说，计算机网络操作系统中的输入输出设备管理涉及了设备的分类、分配、控制和优化，旨在最大化利用硬件资源，提供高效、可靠的I/O服务。这不仅对于操作系统的设计和实现至关重要，也是保证用户能够顺畅与计算机系统交互的基础。