學習目标：
IO排程和裝置保護不做重點學習，在前面學過
學習内容：
重點：
1、假脫機技術（SPOOLing技術）
2、裝置配置設定與回收
0.知識總覽
注:上圖中中間三層為IO核心子系統。假脫機技術（SPOOLing技術）需要請求“磁盤裝置”的裝置獨立性軟體的服務，是以一般來說假脫機技術是在使用者層軟體實作的。但是408大綱又将假脫機技術歸為“I/o核心子系統”的功能，是以考試時還是以大綱為準。
1.I/O排程
I/O排程:用某種算法确定一個好的順序來處理各個I/O請求。
如:磁盤排程（先來先服務算法、最短尋道優先算法、SCAN算法、C-SCAN算法、LOOK算法、C-LOOK算法)。當多個磁盤I/O請求到來時，用某種排程算法确定滿足I/O請求的順序。
同理，列印機等裝置也可以用先來先服務算法、優先級算法、短作業優先等算法來确定I/O排程順序。
2.裝置保護
作業系統需要實作檔案保護功能，不同的使用者對各個檔案有不同的通路權限（如:隻讀、讀和寫等）。
在UNIX系統中，裝置被看做是一種特殊的檔案，每個裝置也會有對應的FCB。當使用者請求通路某個裝置時，系統根據FCB中記錄的資訊來判斷該使用者是否有相應的通路權限，以此實作“裝置保護”的功能。(參考“檔案保護”小節)
3.假脫機技術（SPOOLing技術）
3.1脫機技術
脫機技術
——脫離主機的控制進行的輸入/輸出操作.
脫機技術即在批處理階段面對高速CPU和慢速的輸入輸出的情況下的一個技術。在外圍控制機的控制下,慢速輸入裝置的資料先被輸入到更快速的錄音帶上。之後主機可以從快速的錄音帶上讀入資料，進而緩解了速度沖突。
引入脫機技術後，緩解了CPU與慢速I/o裝置的速度沖突。另一方面,即使CPU在忙碌,也可以提前将資料輸入到錄音帶;即使慢速的輸出裝置正在忙碌，也可以提前将資料輸出到錄音帶。
3.2假脫機技術
4.裝置配置設定與回收
4.1裝置配置設定時應考慮的因素
4.1.1裝置的固有屬性
裝置的固有屬性可分為三種:獨占裝置、共享裝置、虛拟裝置。
獨占裝置
――一個時段隻能配置設定給一個程序（如列印機)
共享裝置
――可同時配置設定給多個程序使用（如磁盤)，各程序往往是宏觀上同時共享使用裝置，而微觀上交替使用。
虛拟裝置
――采用SPOOLing技術将獨占裝置改造成虛拟的共享裝置，可同時配置設定給多個程序使用（如采用SPOOLing技術實作的共享列印機)
4.1.2裝置配置設定算法
4.1.3裝置配置設定中的安全性
從程序運作的安全性上考慮，裝置配置設定有兩種方式:
安全配置設定方式:
為程序配置設定一個裝置後就将程序阻塞，本次I/O完成後才将程序喚醒。一個時段内每個程序隻能使用一個裝置
優點
:破壞了“請求和保持”條件,不會死鎖
缺點
:對于一個程序來說,CPU和I/O裝置隻能串行工作
不安全配置設定方式
:程序發出I/O請求後，系統為其配置設定I/O裝置，程序可繼續執行，之後還可以發出新的I/O請求。隻有某個l/O請求得不到滿足時才将程序阻塞。一個程序可以同時使用多個裝置
優點
:程序的計算任務和/o任務可以并行處理，使程序迅速推進
缺點
:有可能發生死鎖（死鎖避免、死鎖的檢測和解除)
4.2靜态配置設定和動态配置設定
靜态配置設定
:程序運作前為其配置設定全部所需資源，運作結束後歸還資源。破壞了“請求和保持”條件，不會發生死鎖
動态配置設定
:程序運作過程中動态申請裝置資源
4.3裝置配置設定管理中的資料結構
4.3.1裝置控制表（DCT，DeviceControlTable）
系統為每個裝置配置一張DCT，用于記錄裝置情況
4.3.2控制器控制表(COCT，Controller Control Table)
每個裝置控制器都會對應一張COCT。作業系統根據COCT的資訊對控制器進行操作和管理。
4.3.3通道控制表（CHCT，Channel Control Table))
每個通道都會對應一張CHCT。作業系統根據CHCT的資訊對通道進行操作和管理。
4.3.4系統裝置表(SDTSystem Device Table)
記錄了
系統中全部裝置
的情況，每個裝置對應一個表目。
4.4裝置配置設定的步驟
4.4.1方法一
①根據程序請求的實體裝置名查找SDT（注:實體裝置名是程序請求配置設定裝置時提供的參數)
②根據SDT找到DCT，若裝置忙碌則将程序PCB挂到裝置等待隊列中，不忙碌則将裝置配置設定給程序。
③根據DCT找到COCT，若控制器忙碌則将程序PCB挂到控制器等待隊列中，不忙碌則将控制器配置設定給程序。
④根據COCT找到CHCT，若通道忙碌則将程序PCB挂到通道等待隊列中，不忙碌則将通道配置設定給程序。
⑤隻有裝置、控制器、通道三者都配置設定成功時，這次裝置配置設定才算成功，之後便可後動I/O裝置進行資料傳送
缺點
①使用者程式設計時必須使用“實體裝置名”，底層細節對使用者不透明,不友善程式設計
②若換了一個實體裝置，則程式無法運作
③若程序請求的實體裝置正在忙碌，則即使系統中還有同類型的裝置，程序也必須阻塞等待（比如我們有三台列印機，但是第一台列印機啟動後，其他兩台列印機不能被系統所使用）
改進方法
：建立邏輯裝置名與實體裝置名的映射機制，使用者程式設計時隻需提供邏輯裝置名
4.4.2方法二
①根據程序請求的邏輯裝置名查找SDT（注：使用者程式設計時提供的邏輯裝置名其實就是“裝置類型”）
②查找SDT，找到使用者程序指定類型的、并且空閑的裝置，将其配置設定給該程序。作業系統在邏輯裝置表（LUT）中新增一個表項。
③根據DCT找到COCT，若控制器忙碌則将程序PCB挂到控制器等待隊列中，不忙碌則将控制器配置設定給程序。
④根據COCT找到CHCT，若通道忙碌則将程序PCB挂到通道等待隊列中，不忙碌則将通道配置設定給程序。
邏輯裝置表的設定問題
：
整個系統隻有一張LUT：各使用者所用的邏輯裝置名不允許重複，适用于單使用者作業系統
每個使用者一張LUT：不同使用者的邏輯裝置名可重複，适用于多使用者作業系統