设备管理学习之概念篇

设备管理一般指的是计算机外部设备，主要功能有设备分配、设备映射、设备驱动、I\O缓冲区的管理等。

设备分配：用户进程不能直接使用设备，必须通过操作系统的分配和调度完成对设备的操作。操作系统对提出申请使用设备的进程使用分配算法，按照一定的策略为用户分配设备，并且记录设备的使用情况。

设备映射：操作系统要求程序中对设备的引用不能通过物理名称指定，这样做是为了提高应用软件对设备的适应性。应用软件不应该知道将会使用到的具体哪一台设备，由操作系统调度。因此，设备的名称有了逻辑名称和物理名称，逻辑名称是在程序中使用的，每一类设备使用统一的命名规则，物理名称则是实际用户可见的设备。操作系统必须完成从逻辑名称到物理名称的映射转换，完成设备操作。

与设备物理名称无关的软件成为设备无关性I\O软件，又称为I\O子系统。

设备驱动：设备驱动程序是为了对物理设备进行控制，实现真正的I\O操作。设备驱动程序是设备上根据操作系统提供的I\O操作接口的实现，不同的操作系统实现不同。当设备第一次连接到计算机上时，必须安装驱动程序才能完成对设备的操作。设备驱动程序与设备息息相关，因此它是设备相关性软件。

操作系统通过调用设备驱动程序中的接口实现对设备的控制，也就是说，驱动程序向系统提供了服务。目前，大多数操作系统都集成了通用的设备驱动程序用来符合国际标准，设备使用了即插即拔技术，使用户不必操心驱动程序的安装和配置。

I\O缓冲区：在内存中为输入输出提供缓冲区，用来解决cpu和外设之间速度不匹配的问题，提高了系统的并行性。如果不适用缓冲区，cpu必须等待数据从外设到内存之间的传输。

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从上述功能来看，整个设备管理的模块可以按照分层的结构，从上到下依次为：用户进程，操作系统，设备无关层，设备相关层，设备

其中，设备映射、I\O缓冲区的管理为设备无关层，设备驱动则属于设备相关层，设备的分配属于操作系统。