設備分配技術

在作業系統中，設備的分配和回收是設備管理的重要功能，旨在優化資源使用，避免衝突，提高系統效率。以下是主要的分配和回收策略：

獨佔裝置的分配

• 靜態分配：
• 在作業開始執行前，系統一次指派該作業所需的全部設備、控制器和通道。
• 優點：不會有死鎖問題。
• 缺點：設備利用率較低，因為資源在整個作業期間被獨佔，即使作業不再需要時也無法釋放。
• 動態分配：
• 在進程執行過程中按需分配設備。當進程需要使用裝置時，透過系統呼叫請求分配，使用完畢後立即釋放。
• 優點：提高設備利用率。
• 缺點：如果分配策略不當，可能會導致進程死鎖。

設備分配的資料結構

為了管理設備分配，系統使用以下幾種控製表：

• 設備控製表（DCT, Device Control Table）：
• 記錄設備的基本訊息，包括設備類型、狀態（如已指派、未指派等）以及設備佇列等。
• 控制器控製表（COCT, Controller Control Table）：
• 記錄控制器的使用狀態和連接情況。
• 通道控製表（CHCT, Channel Control Table）：
• 管理頻道的使用狀態。
• 系統設備表（SDT, System Device Table）：
• 記錄系統中所有設備的基本信息，如設備類型、數量、驅動程式位址等。
• 邏輯設備表（LUT, Logical Unit Table）：
• 映射邏輯設備名到實體設備名，實現設備的獨立性，允許用戶透過邏輯名稱請求設備。

設備的回收

• 當裝置使用完畢後，系統會根據裝置的狀態表修改裝置為「未指派」狀態，並從等待佇列中選擇下一個需要使用該裝置的行程進行指派。
• 對於共享設備，系統在每次I/O操作完成後釋放設備，讓其他等待進程能夠及時使用設備。
• 採用公用緩衝池結構來最佳化資源利用，避免設備長時間閒置，提升系統整體效率。

設備獨立性

• 設備獨立性使得應用程式與特定實體設備分離，使用者只需使用邏輯設備名，不關心實際分配的實體設備。
• 設備驅動程式和設備獨立性軟體透過統一介面管理所有設備，執行設備分配和回收，提升系統的可擴充性和適應性。