一、用户层的I/O软件

1、系统调用与库函数

¨不允许运行在用户态的应用进程，去直接调用运行在核心态（系统态）的OS过程。

¨应用进程在运行时，又必须取得OS所提供的服务。

于是：

¨OS在用户层中引入了系统调用，应用程序可以通过它，间接调用OS中的I/O过程，对I/O设备进行操作。

2、设备分配中的虚拟技术  —— SPOOLing技术

1）组成

1.输入井和输出井：磁盘上开辟两大存储空间。输入井模拟脱机输入的磁盘设备，输出井模拟脱机输出时的磁盘。

2.输入缓冲区和输出缓冲区：为缓解速度矛盾，内存中开辟两大缓冲空间，输入缓冲区暂存输入设备送来的数据，再送给输入井；输出缓冲区暂存输出井送来的数据，再送输出设备。

3.输入进程和输出进程。

2）特点

1.提高了I/O的速度。利用输入输出井模拟成脱机输入输出，缓和了CPU和I/O设备速度不匹配的矛盾。

2.将独占设备改造为共享设备。并没有为进程分配设备，而是为进程分配一存储区和建立一张I/O请求表。

3.最终，实现了虚拟设备功能。多个进程可“同时”使用一台独占设备。

二、缓冲区管理

1、

I/O控制方式减少CPU对I/O的干预提高利用率；

缓冲则通过缓和CPU和I/O设备速度不匹配矛盾，增加CPU和I/O设备的并行性，提高利用率。

现代OS中，几乎所有的I/O设备与处理机交换数据时，都用了缓冲区。

2、引入缓冲区的主要原因：

§缓和CPU与I/O设备间速度不匹配的矛盾。

§缓冲区数据成批传入内存，也可进一步减少对CPU的中断频率

§最终目的：提高CPU和I/O设备的并行性。

3、使用缓冲区的方式：

1）单缓冲、多缓冲

2）循环缓冲

3）缓冲池

三、磁盘存储器的性能和调度

1、磁盘性能简述：

1）与格式有关：数据的组织和格式

2）与速度有关：磁盘类型和访问时间的计算

2、磁盘调度方法：

¨FCFS

¨最短寻道时间优先SSTF

¨扫描算法SCAN（磁盘电梯调度算法）

    循环扫描算法CSCAN

    N-Step-SCAN算法

    FSCAN算法

3、磁盘高速缓存

内存中划出，对外存磁盘读写进行缓存的区域

4、其他提速方法

1）提前读

2）延迟写

3）优化物理块分布

4）虚拟盘

5）磁盘冗余阵列