极客笔记操作系统 设备管理
操作系统中的设备管理指的是控制输入/输出设备，如磁盘、麦克风、键盘、打印机、磁带、USB端口、摄像机、扫描仪、其他配件和支持单元，如支持单元控制通道。一个进程可能需要各种资源，包括主存储器、文件访问和磁盘驱动器访问等。如果资源可用，它们可以被分配并控制返回给CPU。否则，需要将该过程推迟，直到有足够的资源可用为止。系统具有多个设备，为了处理这些物理或虚拟设备，操作系统需要一个单独的程序，称为ad设备控制器。它还确定所请求的设备是否可用。
I/O设备的基础原理可以分为三类：
- 启动设备
- 字符设备
- 网络设备
启动设备
它以固定大小的块存储数据，每个块都有唯一的地址。例如-磁盘。
字符设备
它传输或接受一串字符，其中没有一个可以单独寻址。例如键盘、打印机等
网络设备
它用于传输数据包。
操作系统中设备管理的功能
操作系统通过其驱动程序与设备进行通信。操作系统组件为具有不同物理特征的设备提供统一的接口。设备管理在操作系统中有多种功能。其中一些功能如下所示：
- 它跟踪数据、状态、位置、使用等。文件系统是用来定义一组工具的术语。
- 它执行预定的策略，并决定何时以及多长时间一个进程可以接收设备。
- 它提高特定设备的性能。
- 它监视每个设备的状态，包括打印机、存储驱动器和其他设备。
- 它分配和有效地释放设备。释放设备的方式在两个级别上有所不同：首先，当发出I/O命令时，暂时释放设备。其次，在作业完成并设备被永久释放之后。
设备的类型
操作系统外围设备分为三种类型：专用设备、共享设备和虚拟设备。具体如下：
1. 专用设备
在设备管理中，某些设备一次只分配或分配给一个任务，直到该任务释放它们。像绘图仪、打印机、磁带驱动器和其他类似设备需要这样的分配机制，因为如果多个人同时共享它们，将会非常不方便。这类设备的缺点是将设备分配给单个用户的整个任务执行时间，即使该设备并非始终100%使用。
2. 共享设备
这些设备可以分配给多个进程。通过交错它们的请求，磁盘-DASD可以同时被多个进程共享。设备管理器仔细控制交错，预定策略必须解决所有困难。
3. 虚拟设备
虚拟设备是两种设备的混合体，它们是专用设备，已被转换为共享设备。例如，通过使用一个将所有打印请求重定向到磁盘的输入/输出处理程序，打印机可以被转换为可共享设备。打印作业不会直接发送到打印机，而是被路由到磁盘，直到它完全准备好所有所需的序列和格式，然后才被传输到打印机。这种方法可以将单个打印机转变为多个虚拟打印机，提高性能和易用性。
设备管理的特点
在这里，您将学习操作系统中设备管理的特点。设备管理的各种特点如下：
- 操作系统通过设备驱动程序与设备控制器进行交互，同时为在系统上执行的多个进程分配设备。
- 设备驱动程序也可以被视为连接进程和设备控制器的系统软件程序。
- 设备管理功能的另一个关键任务是实现API。
- 设备驱动程序是允许操作系统有效控制多个设备操作的软件程序。
- 在设备管理操作中使用的设备控制器主要包含三个寄存器：命令、状态和数据。