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知识路径： > 计算机系统基础知识 > 计算机软件基础知识 > 操作系统基础知识 > 设备管理 > 设备管理 >
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被考次数：3次
被考频率：中频率
总体答错率：46%
知识难度系数： 
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相关知识点：7个
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引入通道的目的是使数据的传输独立于CPU，使CPU从烦琐的I/O工作中解脱出来。设置通道后，CPU只需向通道发出I/O命令，通道收到命令后，从主存中取出本次I/O要执行的通道程序并执行，仅当通道完成了I/O任务后才向CPU发出中断信号。
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根据信息交换方式的不同，将通道分为字节多路通道、数组选择通道和数组多路通道三类。由于通道价格昂贵，导致计算机系统中的通道数是有限的，这往往会成为输入／输出的“瓶颈”问题。在一个单通路的I/O系统中，主存和设备之间只有一条通路。一旦某通道被设备占用，即使另一通道空闲，连接该通道的其他设备也只有等待。解决“瓶颈”问题的最有效方法是增加设备到主机之间的通路，使得主存和设备之间有两条以上的通路。
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直接主存存取（Direct Memory Access，DMA）是指数据在主存与I/O设备间直接成块传送，即在主存与I/O设备间传送一个数据块的过程中不需要CPU的任何干涉，只需要CPU在过程开始启动（即向设备发出“传送一块数据”的命令）与过程结束（CPU通过轮询或中断得知过程是否结束和下次操作是否准备就绪）时的处理，实际操作由DMA硬件直接执行完成，CPU在此传送过程中可做别的事情。例如，在非DMA时，打印2048字节至少需要执行2048次输出指令，加上2048次中断处理的代价。而在DMA情况下，若一次DMA可传送512个字节，则只需要执行4次输出指令和处理4次打印机中断。若一次DMA可传送字节数大于等于2048个字节，则只需要执行一次输出指令和处理一次打印机中断。
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缓冲技术可提高外设利用率，尽可能使外设处于忙状态。缓冲技术可以采用硬件缓冲和软件缓冲。硬件缓冲是利用专门的硬件寄存器作为缓冲，软件缓冲是通过操作系统来管理的。引入缓冲的主要原因有以下几个方面：
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（2）减少对CPU的中断频率，放宽对中断响应时间的限制。
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在所有的I/O设备与处理机（主存）之间都使用了缓冲区来交换数据，所以操作系统必须组织和管理好这些缓冲区。缓冲可分为单缓冲、双缓冲、多缓冲和环形缓冲。
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Spooling是Simultaneous Peripheral Operations On Line（外围设备联机操作）的简称。所谓Spooling技术，实际上是用一类物理设备模拟另一类物理设备的技术，是使独占使用的设备变成多台虚拟设备的一种技术，也是一种速度匹配技术。
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Spooling系统是由“预输入程序”“缓输出程序”和“井管理程序”以及输入和输出井组成的。其中，输入井和输出井是为了存放从输入设备输入的信息以及作业执行的结果，系统在辅助存储器上开辟的存储区域。Spooling系统的组成和结构如下图所示。
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Spooling系统的工作过程是操作系统初启后激活Spooling预输入程序使它处于捕获输入请求的状态，一旦有输入请求消息，Spooling输入程序立即得到执行，把装在输入设备上的作业输入到硬盘的输入井中并填写好作业表，以便在作业执行中要求输入信息时可以随时找到它们的存放位置。当作业需要输出数据时，可以先将数据送到输出井，当输出设备空闲时，由Spooling输出程序把硬盘上输出井的数据送到慢速的输出设备上。
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Spooling系统中拥有一张作业表用来登记进入系统的所有作业的作业名、状态和预输入表位置等信息。每个用户作业拥有一张预输入表来登记该作业的各个文件的情况，包括设备类、信息长度及存放位置等。输入井中的作业有如下4种状态：
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（3）执行状态。作业已被选中运行，在运行过程中，它可从输入井中读取数据信息，也可向输出井写信息。
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（4）完成状态。作业已经撤离，该作业的执行结果等待缓输出。
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当第一块数据送入用户工作区后，缓冲区是空闲的可以传送第二块数据。这样第一块数据的处理C1与第二块数据的输入T2是可以并行的，以此类推，如下图所示。
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系统对每一块数据的处理时间为：Max（C，T）+M。因为，当T>C时，处理时间为M+T；当T
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