设备管理概述
现代计算机系统中，配置了大量不同类型的外围设备，这些设备包括用于信息输入、输出和存储的设备及相应的设备控制器。在大型和中型计算机系统中，通常还会配备输入/输出通道。计算机系统中的外围设备通常被称为I/O设备。由于这些设备的物理特性、操作方式、运行速度、控制方式、数据表示和传输单位差异较大，因此操作系统对外围设备的管理具有多样性和复杂性。
设备分类
随着20世纪80年代以来个人计算机、工作站和计算机网络的发展，外围设备变得更加多样化、复杂化和智能化。可以从不同角度对外部设备进行分类：
按工作特性分类
- 存储设备：如硬盘、固态硬盘、光盘等，用于数据存储。
- 输入/输出设备：如键盘、鼠标、显示器、打印机等，用于数据输入和输出。
按使用性质分类
- 独占设备：一次只能被一个进程使用的设备，如打印机、CD刻录机。
- 共享设备：可以同时被多个进程使用的设备，如磁盘、网络设备。
- 虚拟设备：通过软件技术模拟出来的设备，如虚拟打印机、虚拟磁盘。
按数据传输方式分类
- 串行设备：数据逐位传输，如串口鼠标、串口打印机。
- 并行设备：数据同时传输多个位，如并口打印机、并口扫描仪（逐渐被串行设备替代）。
设备的管理功能
现代计算机系统的设备管理主要目的是方便用户使用，为用户提供统一的外围设备接口，同时提高I/O设备的使用效率，以增强系统的并行处理能力。设备管理的主要功能包括：
- 设备分配与去配：管理系统中设备的分配和释放，使多个进程能够合理使用设备资源。
- 设备启动：控制外围设备的启动和初始化，以便系统和用户可以访问设备。
- 磁盘驱动调度：优化磁盘读写操作的调度，以提高磁盘访问效率。
- 设备处理：处理设备中断、错误和异常，确保设备操作的正常进行。
- 虚拟设备实现：通过软件技术模拟出设备功能，实现虚拟设备的使用。