第八章 设备与I/O管理 设备及其分类 设备的物理特性 IO传输方式（查询、中断、通道、DMA） 设备分配与去配 设备驱动 设备调度 缓冲技术 输入输出进程 RAID技术 虚拟设备 操作系统-08全文共88页，当前为第1页。 *** 设备及其分类 用途 存储型设备 磁盘，磁带，光盘 IO型设备 扫描仪，打印机，mouse，keyboard，monitor， 网络设备 网卡，交换机，etc. 操作系统-08全文共88页，当前为第2页。 *** 设备及其分类 管理 共享型设备（块型） 多个进程的IO操作以块为单位可以交叉 独占型设备（块型） 多个进程的IO操作以块为单位不宜交叉 独占型设备（字符型） 多个进程的IO操作以字符为单位不能交叉 操作系统-08全文共88页，当前为第3页。 IO设备的物理特性 传输一字节发生一次中断 存储设备的物理特性 I/O传输必须以完整的块为基本单位, 设备每传送完一块发生一次中断. 磁带的物理特性 头标 信息块 信息块 信息块 ……………. 尾标 间隙 操作：反绕，正向查找，反向查找，读，写，… 地址：一维 文件：顺序结构（一个文件占若干连续块） *** 设
在操作系统中，设备管理是至关重要的部分，它涉及到如何有效地利用和协调计算机系统的硬件资源，尤其是输入输出（I/O）设备。本章主要探讨了设备的分类、物理特性、I/O传输方式、设备分配与去配、设备驱动、设备调度、缓冲技术、输入输出进程、RAID技术和虚拟设备。
设备根据用途被分为存储型设备和IO型设备。存储型设备如磁盘、磁带和光盘用于长期数据存储，而IO型设备如扫描仪、打印机、键盘、鼠标、显示器以及网络设备则负责数据的输入和输出。在管理上，设备又分为共享型和独占型，共享型设备如磁盘，可以被多个进程以块为单位交叉使用，而独占型设备如打印机，只能由一个进程独占使用。
设备的物理特性影响着I/O操作的方式。例如，存储设备在进行I/O传输时通常以完整的块为单位，每次传输完成后会触发一次中断。磁带设备具有头标、信息块和尾标，支持反绕、查找等操作，其地址是一维的，文件结构为顺序结构。
I/O传输方式的发展经历了程序查询、中断、通道和DMA四个阶段。程序查询方式下，CPU和设备串行工作，效率低下；中断方式允许CPU和设备并行工作，但频繁的中断会打扰CPU；通道方式引入了专门处理I/O操作的处理器；DMA方式则让DMA控制器直接与设备和内存交互，避免了CPU的参与，提高了效率。
在设备管理中，设备分配涉及到如何合理地分配设备给进程，去配则是释放不再使用的设备。设备驱动程序是操作系统内核的一部分，用于控制设备的硬件操作。设备调度则决定了哪个进程能获得设备使用权。缓冲技术是为了解决CPU和I/O设备速度不匹配的问题，通过缓冲区缓存数据，减少等待时间。
RAID（Redundant Array of Inexpensive Disks）技术通过磁盘阵列提高数据的可靠性和性能，常见的有RAID 0、RAID 1、RAID 5等不同级别。虚拟设备技术允许将物理设备模拟成多个逻辑设备，或者将逻辑设备模拟成物理设备，增加了设备的可用性。
操作系统中的设备管理是确保系统高效运行的关键，它涉及到了设备的分类、物理特性和使用方式，以及如何优化I/O操作以提高系统整体性能。理解这些概念和技术对于操作系统设计和维护人员来说至关重要。
