设备管理采用了哪些数据结构

1. I/O设备管理

I/O系统不仅包括 各种I/O设备 ，还包括与设备相连的 设备控制器 ，有些系统还配备了专门用于输入/输出控制的专用计算机（ 通道 ），此外： I/O系统要通过总线与CPU、内存相连 。

I/O系统的结构分为两大类：

CPU与内存之间可以直接进行信息交换，但是 不能直接与设备进行信息交换 ，必须经过 设备控制器 。

主机I/O系统采用四级结构，包括： 主机、通道、设备控制器和设备 。

一个通道可以控制多个设备控制器。

一个设备控制器可以控制多个设备。

设备控制器是 CPU与I/O设备之间的接口 ，接收I/O命令并 控制设备 完成I/O工作。

设备控制器是一个 可编址设备 ，链接多个设备时可有多个设备地址。

一种特殊的处理机，它具有执行I/O指令的能力，并通过执行通道程序来控制I/O操作。

大型主机系统中 专门用于I/O的专用计算机 。

引入通道能够使CPU从控制I/O操作的任务中解脱，使 CPU与I/O并行工作 ，提高CPU利用率和系统吞吐量。

目的：尽量 减少 主机对输入/输出控制的 干预 ， 提高 主机与输入/输出的 并行程度 。

工作流程：

缺点：

使CPU经常处于 循环检测状态 ，造成 CPU的极大浪费 ，影响整个进程的 吞吐量 。

现在计算机系统广泛采用中断控制方式完成对I/O控制。

工作流程：

优点：

使CPU和I/O设备在某些时间段上 并行工作 ，提高 CPU利用率 和 系统吞吐量 。

DMA控制器结构：

DMA控制器中的寄存器：

工作流程：

缓冲区是用来 保存两个设备之间或设备与应用程序之间传输数据的内存区域 。

由于CPU的速度远远高于I/O设备，为了 尽可能使CPU与设备并行工作 ，提高系统的性能，通常需要操作系统在设备管理软件中提供缓冲区管理功能。

在数据到达速率与数据离去速率不同的地方，都可以引入缓冲区。

引入缓冲的原因：

引入缓冲的主要作用：

最简单 的缓冲类型，在主存储器的系统区中 只设立一个缓冲区 。

用户进程发出I/O请求时，操作系统为该操作分配一个位于主存的缓冲区。

当一个进程往这一个缓冲区中传输数据（或从这个缓冲区读取数据）时，操作系统正在清空（或填充）另一个缓冲区，这个技术称为双缓冲（Double Buffering），或缓冲交换（Buffering Swapping）。

在数据到达和数据离去的速度差别很大的情况下，需要增加缓冲区的数量。

多个缓冲区：

多个指针：

Getbuf过程：

Releasebuf过程：

进程使用完缓冲区后，使用Releasebuf过程 释放缓冲区 ；

公共缓冲池中设置多个可供若干进程共享的缓冲区，提高缓冲区的利用率。

缓冲池的组成：

支持设备分配的数据结构需要记录设备的状态（忙或空闲）、设备类型等基本信息。

系统为每个设备建立一张设备控制表，多张设备控制构成设备控制表集合。

每张设备控制表，包含：

系统为每个控制器设置一张 用于记录该控制器信息 的控制器控制表。通常包含：

系统为每个通道设备设一张通道控制表，通常包含：

记录了 系统中全部设备 的情况，每个设备占一个表目，其中包括：

关键点：是否具备 “请求和保持” 的条件。

基本含义： 应用程序独立于具体使用的物理设备

应用程序中，使用 逻辑设备名称 来请求使用某类设备。

系统在实际执行时，必须使用 物理设备名称 。

实现设备独立性 带来的好处 ：

设备独立软件的功能：

独占设备的分配程序：

在多道程序环境下，利用 一道程序 来模拟 脱机输入 时的 外围控制机 的功能，把低速I/O设备上的数据传送到高速输出磁盘上，再利用 另一道程序 来模拟 脱机输出 时 外围控制机 的功能，把数据从磁盘传送到低速输出设备上。

这种在 联机情况下实现的同时外围操作 称为SPOOLing。

SPOOLing的 组成 ：

利用SPOOLing技术 实现共享打印机 ：

SPOOLing的 特点 ：

输入输出软件总体目标是 将软件组织成一种层次结构 。

低层软件 用来屏蔽硬件的具体细节。

高层软件 则主要是为用户提供一个简洁、规范的界面。

设备管理的4个层次：

将发出I/O请求而被阻塞的进程唤醒。

设备驱动程序是 I/O进程与设备控制器之间的通信程序 ，其主要任务接受上层软件发来的抽象的I/O请求，如 read 和 write 命令，把它们转换为具体要求后，发送给设备控制器启动设备去执行。

磁盘存储器不仅 容量大，存取速度快 ，而且可以实现 随机存取 ，是存放大量程序和数据的理想设备。

磁盘管理的 重要目标 ：提高磁盘 空间利用率 和磁盘 访问速度 。

一个物理记录存储在一个扇区上，磁盘存储的物理记录数目是由 扇区数、磁道数 及 磁盘面数 决定的。

磁盘类型：

磁盘访问时间：

磁盘调度的一个重要目标是 使磁盘的平均寻道时间最少 。包括有：

最简单 的磁盘调度算法。

根据进行 请求访问磁盘的先后顺序 进行调度。

优点：公平、简单，且每个进程的请求都能依次得到处理，不会出现某一进程的请求长期得不到满足的情况

缺点：平均寻道时间较长

该算法选择的进程：其 要求访问的磁道 与 当前磁头所在的磁道 距离 最近 ，以使每次的寻道时间最短。

优点：每次的寻道时间最短

缺点：可能导致某个进程发生 饥饿 现象

又叫 电梯调度算法 ，不仅考虑到要访问的磁道与当前磁道的距离，更优先考虑磁头当前的移动方向。

优点：有较好的寻道性能，防止 “饥饿” 现象

缺点：有时候进程请求被大大推迟

在扫描算法的基础上，规定磁头是单向移动的。将最小磁道号紧接着最大磁道号构成循环，进行循环扫描。

NStepSCAN ：FCFS + SCAN

FSCAN ：

2. 什么是数据结构简述数据结构主要包含内容. 设置操作系统的主要目的是什么操作系统有哪些基本功能

数据结构是计算机存储、组织数据的方式。数据结构是指相互之间存在一种或多种特定关系的数据元素的集合。通常情况下，精心选择的数据结构可以带来更高的运行或者存储效率。数据结构往往同高效的检索算法和索引技术有关。

操作系统（Operating System，简称OS）是一管理电脑硬件与软件资源的程序，同时也是计算机系统的内核与基石。操作系统是一个庞大的管理控制程序，大致包括5个方面的管理功能：进程与处理机管理、作业管理、存储管理、设备管理、文件管理。以现代观点而言，标准个人电脑OS应提供以下功能：进程管理（Processing management） ；记忆空间管理（Memory management） ；文件系统（File system） ；网络通讯；安全机制（Security） ；使用者界面 ；驱动程序。目前微机上常见的操作系统有DOS、OS/2、UNIX、XENIX、LINUX、Windows、Netware等。

3. 在一般的计算机系统中设备管理的主要功能包括

在一般的计算机系统中，设备管理的主要功能包括：作业管理、文件管理、存储管理、设备管理、进程管理。

1、作业管理

包括任务、界面管理、人机交互、图形界面、语音控制和虚拟现实等。

2、文件管理

又称为信息管理。主要涉及文件的逻辑组织和物理组织，目录的结构和管理。就是操作系统中实现文件统一管理的一组软件、被管理的文件以及为实施文件管理所需要的一些数据结构的总称。

3、存储管理

实质是对存储空间的管理，主要指对主存的管理。它的主要功能包括分配和回收主存空间、提高主存利用率、扩充主存、对主存信息实现有效保护。

4、设备管理

实质是对硬件设备的管理，其中包括对输入输出设备的分配、启动、完成和回收。设备管理的首要任务是为了这些设备提供驱动程序或控制程序，以使用户不必详细了解设备及接口的技术细节，就可方便地对这些设备进行操作。

5、进程管理

实质上是对处理机执行时间的管理，即如何将CPU真正合理地分配给每个任务。进程是正在运行的程序实体，并且包括这个运行的程序中占据的所有系统资源，比如说CPU（寄存器），IO,内存，网络资源等。

(3)设备管理采用了哪些数据结构扩展阅读：

计算机系统文件管理的功能：

① 集中存储，统一的文档共享；

②权限管理，可针对用户、部门及岗位进行细粒度的权限控制，控制用户的管理、浏览、阅读、编辑、下载、删除、打印、订阅等操作；

③ 全文索引，可以索引Office、PDF等文件内容，快速从海量资料中精准查找所需文件；

④ 文档审计，描述了文档生命周期全过程中的每一个动作，包括操作人、动作、日期时间等信息，通过审计跟踪您可以全局掌握系统内部所有文件的操作情况；

⑤ 版本管理，文档关联多版本，避免错误版本的使用，同时支持历史版本的查看、回退与下载。

⑥ 自动编号，可自由组合设计编号规则；

⑦ 锁定保护，文档作者和管理权用户可将文档锁定，确保文档不被随意修改。当文档需要修改或删除时，可以解锁，保证文档的正常操作；

⑧ 规则应用，系统支持为目录设定规则，指定动作、条件和操作，当动作触发符合设定的条件，系统则自动执行规则的操作；

⑨ 存储加密，文件采用加密存储，防止文件扩散，全面保证企业级数据的安全性和可靠性；

⑩数据备份，支持数据库备份和完整数据备份双重保护，全面保障系统内部数据安全性，用户可自行设定备份时间及位置，到达指定时刻，系统自动执行备份操作。

4. 设备数据管理都有哪些内容

设备数据管理是指通过对设备数据的收集、处理加工和解释，使其成为对管理决策有用的信息(有的信息仍是以数据表示的)。它包括对数据进行收集、分类，排序、检索，修改、存储、传输、计算、输出(报表或图形)等这一整个过程。
设备数据管理中的帐和卡：
(1)设备总台帐、分类、分单位帐；
(2)主要设备台帐、卡片、分类帐；
(3)设备管理目录；
(4)主要设备技术资料目录；
(5)设备备件台帐；(6)设备管理、维修人员名册、设备管理协会人员名册；
(7)重要设备定人、定机卡片；
(8)历年设备事故登记册；
(9)历年设备报废登记册；
(10)历年设备调出登记册；
(11)历年设备购置、调入登记册。
设备数据管理中设备统计数字：
(1)设备总数量、总原值、总净值；
(2)设备完好率；
(3)设备事故率；
(4)设备新度系数；
(5)设备大修计划及完成情况；
(6)设备革新改造规划及完成情况；
(7)主要生产设备役龄情况；
(8)设备利用率；
(9)设备折旧基金，大修基金提取、使用、实有情况；
(10)其他有关数据。
设备数据管理中主要显示图表：
(1)设备完好率图表；
(2)设备事故率图表：
(3)设备分布图表；
(4)设备分类图表；
(5)设备油耗、维修费用和其他经济指标完成图表；
(6)其他需要的有关图表。
设备数据管理中定期报表：
(1)主要设备半年报表；
(2)设备年末报表：
(3)年设备大修计划和完成情况报表：
(4)年设备革新改造规划和完成情况表；
(5)年设备购置计划和完成情况表；
(6)其他需要的有关报表。

5. 设备管理系统包含哪些管理模块

设备管理系统共分为九个模块，基础数据设置主要向客户模块、销售模块、售后模块提供必要的数据字典信息；其他模块可在操作过程中对其调用、添加、修改；客户信息设置主要向售后服务人员提供客户及其联系人的必要信息，为售后过程提供客户信息支持。
服务知识库设置提供常见问题和产品缺陷的管理，通过对客户申请服务的统计分析，提供分析结果以及解决方法的分类知识库，并以此建立常见问题知识库，提供给服务人员备查，提升企业服务能力。
服务请求管理是售后服务系统的核心功能。它向企业提供一个客户的服务请求录入与管理平台。根据现场服务人员录入的服务请求单，服务管理人员分配服务任务，指派服务人员前去处理。服务人员把请求处理的结果录入系统，由管理人员进行核销。 设备维修管理app模块可以提高服务质量，最大程度地提高客户满意度和忠诚度。
客户投诉管理向管理人员提供记录、及时处理客户反映问题的一种快速、特事特办的方式。这种方式可以缓解客户对产品服务的强烈不满或抱怨情绪，这也是挽留客户的重要方法。服务工程师管理向工程师提供一个工作平台，用于处理所分配的服务请求，并填写现场服务派工单。
服务分析与统计模块向工作人员提供各种直观的图形，对业务进行分析和统计。系统管理向管理人员提供系统的安全防范及数据库管理。对于不同的用户设置不同的操作权限，最大程度地防止系统操作隐患，同时，降低操作的复杂性。