操作系统实验
名 称 姓 名 专 业 学 号 日 期
指导老师
实验六 设备管理
2015年12月01日
一、实验目的
1.理解设备管理的概念和任务。
2.掌握独占设备的分配、回收等主要算法的原理并编程实现。
二、实验内容与要求 1.在Windows系统中，编写程序实现对独占设备的分配和回收的模拟，该程序中包括：建立设备类表和设备表、分配设备和回收设备的函数。
三、实验原理
1.独占设备的分配、回收等主要算法的原理。 为了提高操作系统的可适应性和可扩展性，现代操作系统中都毫无例外地实现了设备独立性，又叫做设备无关性。设备独立性的含义是：应用程序独立于具体使用的物理设备。
为了实现独占设备的分配，系统设置数据表格的方式也不相同，在实验中只要设计合理即可。这里仅仅是一种方案，采用设备类表和设备表。 （1）数据结构
操作系统设置“设备分配表”，用来记录计算机系统所配置的独占设备类型、台数以及分配情况。设备分配表可由“设备类表”和“设备表”两部分组成，如下图： 设备类 总台数 空闲台数 输入机 2 打印机 1 …… 1 1 设备表始址 设备物理名 001 002 003 是否分配 占用进程 …… 未分配 已分配 J1 未分配 …… …… …… ……
设备类表 设备表
通道标识符 控制器标识符
通道状态：忙、闲 控制器状态：忙、闲
与通道相连的控制器表首址 与控制器相连的通道表指针
通道队列的队首指针 控制器队列的队首指针
通道队列的队首指针 控制器队列的队首指针
控制器表 通道表
设备队列队首指针。凡因请求本设备而未得到满足的进程，其PCB都应按照一定的策略排成一个队列，称该队列为设备请求队列或简称设备队列。其队首指针指向队首PCB。在有的系统中还设置了队尾指针。
设备状态。当设备自身正处于使用状态时，应将设备的忙/闲标志置“1”。若与该设备相连接的控制器或通道正忙，也不能启动该设备，此时则应将设备的等待标志置“1”。
与设备连接的控制器表指针。该指针指向该设备所连接的控制器的控制表。在设备到主机之间具有多条通路的情况下，一个设备将与多个控制器相连接。此时，在DCT中还应设置多个控制器表指针。 （2）设备分配
1)当进程申请某类设备时，系统先查“设备类表”。
2)如果该类设备的现存台数可以满足申请要求，则从该类设备的“设备表”始址开始依次查该类设备在设备表中的登记项，找出“未分配”的设备分配给进程。 3)分配后要修改设备类表中的现存台数，把分配给进程的设备标志改为“已分配”且填上占用设备的进程名。
4)然后，把设备的绝对号与相对号的对应关系通知用户，以便用户在分配到的设备上装上存储介质。 （3）设备回收
当进程执行结束撤离时应归还所占设备，系统根据进程名查设备表，找出进程占用设备的登记栏，把标志修改为“未分配”，清除进程名。同时把回收的设备台数加到设备类表中的现存台数中。 设备分配程序的改进
增加设备的独立性：为了获得设备的独立性，进程应使用逻辑设备名I/O。这样，系统首先从SDT中找出第一个该类设备的DCT。若该设备忙，又查找第二个该类设备的DCT，仅当所有该类设备都忙时，才把进程挂在该类设备的等待队列上，而只要有一个该类设备可用，系统便进一歩计算分配该设备的安全性。
四、程序流程图
开始 输入选择指令A 输入设备名称 Y 设备是否存在 N 输入设备类型 N 是否添加控制器 Y 输入控制器名称 输入选择的通道 显示所有设备信息 添加成功 结束
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