1、第六章 外部设备管理,6.1引言6.2 数据传输控制方式6.3中断技术6.4 缓冲技术6.5设备分配6.6 I/O进程控制6.7 设备驱动程序6.8 虚拟设备6.9 磁盘调度和管理6.10 LINUX系统的设备管理,在现代计算机系统中，为了实现与外界间的信息交往，更好地方便用户使用计算机，一般都配置了一系列各种类型的外围设备，例如：键盘，打印机，显示器，磁带机，卡片机，磁盘，磁鼓等。这些外围设备，由于其构造和物理特性各异，故在应用方式上风格各不相同，在管理方法上也有决然差别。,引言,为了有效地完成对各类外围设备的管理，更好地提高外设资源的利用率，并在用户面前提供一种方便、统一的接口界面，在操作
2、系统的设备管理子系统中，承担了各种设备的分配、管理及I/O操作控制任务。让用户使用的设备与系统中实际连接的物理设备分离开，使用户在不需要了解底层设备资源的状况下，就可以采用逻辑设备名方便地使用外围设备，而逻辑设备到物理设备的转换工作则由系统自己完成。,本章所涉及的内容，主要是针对在现代计算机系统中，为充分合理利用各类设备资源而采起的各种分配管理策略，以及与之有关的各类技术问题，作出进一步的深入讨论，弄清设备管理中的各功能是如何实现的。在学习中，应以设备的类型划分为基础，正确区分独占资源与共享资源的不同管理办法，并对虚拟设备的任务是什么，通道技术、缓冲技术、中断技术起什么作用，数据在I/O系统中
3、的传输方式有几种等方面的概念有一清晰的认识，对设备管理的一般原理和方法形成全面、总体的了解。,6.1.1 设备类型和特征6.1.2设备管理的任务和功能,返回,6.1.1 外部设备类型和特征,人机交互设备：视频显示设备、键盘、鼠标、打印机与计算机或其他电子设备交互的设备：磁盘、磁带、传感器、控制器计算机间的通信设备：网卡、调制解调器,返回,1.按交互对象分类,2.按交互方向分类,输入（可读）：键盘、扫描仪输出（可写）：显示设备、打印机输入/输出（可读写）：磁盘、网卡,存储设备,输入输出设备,终端设备,脱机设备,外围设备,3.按使用特性分,磁带机,硬盘,光盘,绘图仪,扫描仪,键盘,打印机,1）系统
4、设备（System Device）：这类设备属于计算机中最基本的标准配置设备，常常在操作系统启动时自动完成设备的登录。如打印机、键盘、显示器和磁盘驱动器等都属于这种类型的设备。2）用户设备（User Device）：这类设备属于非标准配置，可由用户根据实际需要连入系统，在使用之前通过运行对应的驱动程序进行安装、登录。如绘图仪、扫描仪等。,4.以设备的隶属关系划分：,1）字块设备（Block Device）：这种设备也称为存储型设备，在其上信息的组织、安排，都以块为单位进行，在进行存取访问时，也是以块进行计量的。常见的有磁盘驱动器、磁带机、磁鼓等。2）字符设备（Character Device）
5、：字符设备上的信息，是以字符为单位来组织安排的,这类设备也称为输入/输出型设备.在信息存取调用时,都是以字符为单位来访问的。如键盘、纸带输入机、磁卡机等 属于该类型设备。,5按信息组织方式划分：,1)独占设备（Independence Device）：一次只允许分给一个用户作业使用的设备。设备一旦被分出去后，在作业的整个执行期间都被单独占用，别的作业不能与之共用，必须等占用释放后才可再用。而且，这类设备如果分配不当，可能会造成死锁。多数是一些慢速设备，如磁卡机、打印机、A/D、D/A转换器等。,6.从资源分配角度进行划分,2)共享设备（Share Device）：一次可以允许多个作业同时进行访
6、问的设备。各作业在执行期间内，可以交替分时地对共享设备进行占用。它是一个作业还未撤离设备，另一个作业便可使用的设备。常见的有磁盘、磁鼓等。,3)虚拟设备（Virtual Device）：严格来讲，虚拟设备是一种设备管理的技术。采用该技术可以使慢速独占设备的使用方式变为共享设备的使用方式，以利于独占设备使用效率的提高。在现代计算机系统中，主要采用了SPOOLING系统来实现以完成此功能。,低速(如键盘)、中速(如打印机)、高速(如网卡、磁盘),7.按数据传输率：,逻辑设备物理设备,8.从程序使用角度分,1.按照用户的请求，控制设备的各种操作，完成I/O设备与内存之间的数据交换（包括设备分配与回收
7、；设备驱动程序；设备中断处理；缓冲区管理），最终完成用户的I/O请求,6.1.2设备管理的任务和功能,2.向用户提供使用外部设备的方便接口，使用户摆脱繁琐的编程负担 方便性 友好界面 透明性 逻辑设备与物理设备、屏蔽硬件细节（设备的物理细节，错误处理，不同I/O的差异性）,3.充分利用各种技术（通道，中断，缓冲等）提高CPU与设备、设备与设备之间的并行工作能力，充分利用资源，提高资源利用率 并行性 均衡性（使设备充分忙碌）,4.保证在多道程序环境下，当多个进程竞争使用设备时，按一定策略分配和管理各种设备，使系统能有条不紊的工作5.保护 设备传送或管理的数据应该是安全的、不被破坏的、保密的,6.
8、与设备无关性（设备独立性）用户在编制程序时，使用逻辑设备名，由系统实现从逻辑设备到物理设备（实际设备）的转换 用户能独立于具体物理设备而方便的使用设备,用户申请使用设备时，只需要指定设备类型，而无须指定具体物理设备，系统根据当前的请求，及设备分配的情况，在相同类别设备中，选择一个空闲设备，并将其分配给一个申请进程统一性：对不同的设备采取统一的操作方式，在用户程序中使用的是逻辑设备,优点：设备忙碌或设备故障时，用户不必修改程序改善了系统的可适应性和可扩展性,功能（1）设备分配与回收 记录设备的状态 根据用户的请求和设备的类型，采用一定的分配算法，选择一条数据通路（2）建立统一的独立于设备的接口（
9、3）完成设备驱动程序，实现真正的I/O操作（4）处理外部设备的中断处理（5）管理I/O缓冲区,6.2 数据传输控制方式,返回,7.2.1 程序直接控制I/O(programmed I/O),I/O操作由程序发起，并等待操作完成。数据的每次读写通过CPU。缺点：在外设进行数据处理时，CPU只能等待。,程序直接控制方式，也称为CPU直接询问方式。在早期的计算机系统中，由于无中断技术与通道技术的支撑，为了控制I/O操作，往往是CPU在一条启动外设的I/O指令发出后，便检测一台设备的忙闲标志，如果外设的工作没有完成，则标志一直为忙状态，CPU便一直进行循环检测下去，直到标志为不忙为止。然后，主存与外设
10、之间便可以交换一定量的信息。.这种操作方式，使CPU将大量的时间花费在循环等待上，使CPU效率发挥极差，外设也不能合理利用，整个系统的效率很低。现在已较少使用这种方式作为I/O的数据传输控制。,返回,I/O操作由程序发起，在操作完成时（如数据可读或已经写入）由外设向CPU发出中断，通知该程序。数据的每次读写通过CPU。优点：在外设进行数据处理时，CPU不必等待，可以继续执行该程序或其他程序。缺点：CPU每次处理的数据量少（通常不超过几个字节），只适于数据传输率较低的设备。,6.2.2 中断驱动方式(interrupt-driven I/O),6.2.3 直接存储访问方式(DMA,Direct
11、Memory Access),由程序设置DMA控制器中的若干寄存器值（如内存始址，传送字节数），然后发起I/O操作，而后者完成内存与外设的成批数据交换，在操作完成时由DMA控制器向CPU发出中断。优点：CPU只需干预I/O操作的开始和结束，而其中的一批数据读写无需CPU控制，适于高速设备。,DMA方式下的I/O控制器结构,DMA方式与中断的主要区别中断方式是在数据缓冲寄存区满后，发中断请求，CPU进行中断处理 DMA方式则是在所要求传送的数据块全部传送结束时要求CPU进行中断处理 大大减少了CPU进行中断处理的次数中断方式的数据传送是由CPU控制完成的 而DMA方式则是在DMA控制器的控制下不
12、经过CPU控制完成的,不用DMA时，磁盘如何读：首先，控制器从磁盘驱动器串行地一位一位地读一个块，直到将整块信息放入控制器的内部缓冲区中 其次，它做和校验计算，以核实没有读错误发生 然后控制器产生一个中断。CPU响应中断，控制转给操作系统。当操作系统开始运行时，它重复地从控制器缓冲区中一次一个字节或一个字地读这个磁盘块的信息，并将其送入内存中,控制器按照指定存储器地址，把第一个字节送入主存然后，按指定字节数进行数据传送每当传送一个字节后，字节计数器值减1，直到字节计数器等于0此时，控制器引发中断，通知操作系统，操作完成,CPU提供被读取块磁盘地址目标存储地址待读取字节数整块数据读进缓冲区核准校
13、验,DMA工作示例（以硬盘为例）,DMA工作原理窃取总线控制权 存放输入数据的内存起始地址、要传送的字节数 送入DMA控制器的内存地址寄存器和传送字节计数器 中断允许位和启动位置成1，启动设备 发出传输要求的进程进入等待状态 执行指令被暂时挂起，进程调度其他进程占据CPU 输入设备不断窃取CPU工作周期，数据不断写入内存 传送完毕，发出中断信号 CPU接到中断信号转入中断处理程序处理 中断处理结束，CPU返回原进程或切换到新的进程,CPU向控制器发出启动DMA通知和有关参数,控制器向内存发出询问请求,访问内存（读、写）,计数器减1,结束否,发中断,N,Y,DMA的实现流程,通道技术1.定义：通
14、道是独立于CPU的专门负责数据输入/输出传输工作的处理机，对外部设备实现统一管理，代替CPU对输入/输出操作进行控制，从而使输入，输出操作可与CPU并行操作。可以执行通道程序,6.2.4 通道控制方式(channel control),2.引入通道的目的 为了使CPU从I/O事务中解脱出来，同时为了提高CPU与设备，设备与设备之间的并行工作能力通道控制器(Channel Processor)有自己的专用存储器，可以执行由通道指令组成的通道程序，因此可以进行较为复杂的I/O控制，如网卡上信道访问控制。通道程序通常由操作系统所构造，放在内存里。优点：执行一个通道程序可以完成几批I/O操作。,3.分
15、类1)字节多路通道 字节多路通道以字节为单位传输信息，它可以分时地执行多个通道程序。当一个通道程序控制某台设备传送一个字节后，通道硬件就控制转去执行另一个通道程序，控制另一台设备传送信息 主要连接以字节为单位的低速I/O设备。如打印机，终端。以字节为单位交叉传输，当一台传送一个字节后，立即转去为另一台传送字节,2)选择通道 选择通道是以成组方式工作的，即每次传送一批数据，故传送速度很高。选择通道在一段时间内只能执行一个通道程序，只允许一台设备进行数据传输,当这台设备数据传输完成后，再选择与通道连接的另一台设备，执行它的相应的通道程序 主要连接磁盘，磁带等高速I/O设备,选择通道,3)成组多路通
16、道 它结合了选择通道传送速度高和字节多路通道能进行分时并行操作的优点。它先为一台设备执行一条通道指令，然后自动转接，为另一台设备执行一条通道指令 主要连接高速设备 这样，对于连接多台磁盘机的数组多路通道，它可以启动它们同时执行移臂定位操作，然后，按序交叉地传输一批批数据。数据多路通道实际上是对通道程序采用多道程序设计的硬件实现,4.硬件连接结构,通道：执行通道程序，向控制器发出命令，并具有向CPU发中断信号的功能。一旦CPU发出指令，启动通道，则通道独立于CPU工作。一个通道可连接多个控制器，一个控制器可连接多个设备，形成树形交叉连接 主要目的是启动外设时：a 提高了控制器效率 b 提高可靠性
17、 c 提高并行度,交叉连接,5.通道工作原理 通道相当于一个功能简单的处理机，包含通道指令（空操作，读操作，写操作，控制，转移操作），并可执行用这些指令编写的通道程序,1)通道运算控制部件通道地址字 CAW：记录通道程序在内存中的地址通道命令字 CCW：保存正在执行的通道指令通道状态字 CSW：存放通道执行后的返回结果通道数据字 CDW：存放传输数据 通道和CPU共用内存，通过周期窃取方式取得,2)通道命令及格式 用于I/O操作的命令主要有两种：I/O指令：启动通道程序 通道命令：对I/O操作进行控制 读、反读、写、测试设备状态的数据传输命令、用于设备控制的命令（磁带反绕、换页）、实现通道程序
18、内部控制的转移命令,命令格式一般包括：操作码、数据传输内存地址、特征位、计数器 编制一个通道程序，从磁带机上读入200字节的信息，送入内存（1000）16 开始的单元。通道命令码：“07”反绕“02”读 CCW1 X“07”*X“40”1；CCW2 X“02”1000 X“00”200；,3)工作原理 CPU：执行用户程序，当遇到I/O请求时，可根据该请求生成通道程序放入内存（也可事先编好放入内存），并将该通道程序的首地址放入CAW中；之后执行“启动I/O”指令，启动通道工作,通道：接收到“启动I/O”指令后，从CAW中取出通道程序的首地址，并根据首地址取出第一条指令放入CCW中，同时向CPU
19、发回答信号，使CPU可继续执行其他程序，而通道则开始执行通道程序，完成传输工作,（通道程序完成实际I/O，启动I/O设备，执行完毕后,如果还有下一条指令，则继续执行,否则表示传输完成）,当通道传输完成最后一条指令时，向CPU发I/O中断，并且通道停止工作。CPU接收中断信号，从CSW中取得有关信息，决定下一步做什么,通道的发展,新的通道思想综合了许多新的技术在个人计算机中，芯片组中专门I/O处理的芯片，称为IOP（IO Processor），发挥通道的作用IBM 390 中，沿用了输入输出通道概念 IBM于1998年推出光纤通道技术（称为FICON），可通过 FICON 连接多达127个大容量
20、I/O设备。传输速度是333MHzs，未来将达到1GHzs。光纤通道技术具有数据传输速率高、传输距离远，可简化大型存储系统设计的优点 在大容量高速存储，如大型数据库、多媒体、数字影像等应用领域，有广泛前景,6.3 中断技术,特点中断系统的概念中断源中断类型中断响应中断处理中断优先级中断屏蔽中断嵌套,中断概述,中断是现代计算机系统中基本设施之一，它起着通讯联络作用，协调系统对各种外部事件的响应和处理。中断是实现多道程序的必要条件。引入中断的目的解决主机与外设的并行工作问题提高可靠性实现多机联系实现实时控制,中断定义：CPU对系统发生的某个事件作出的一种反应：CPU暂停正在执行的程序，保留现场后自
21、动转去执行相应事件的处理程序，处理完成后返回断点，继续执行被打断的程序。,特点:,1)中断随机的 2)中断是可恢复的 3)中断是自动处理的,中断系统的概念,中断由软硬件协同处理中断装置：指发现中断,响应中断的硬件中断处理程序：由软件来完成中断系统=中断装置+中断处理程序,中断源：引起中断发生的事件中断寄存器：记录中断中断字：中断寄存器的内容系统堆栈:在内存开辟的一块区域，用于临时保存现场,中断类型,强迫性中断 正在运行的程序所不期望的，由于某种硬件故障或外部请求引起的自愿性中断 用户在程序中有意识安排的中断,是由于用户在编制程序时因为要求操作系统提供服务，有意使用“访管”指令或系统调用,使中断
22、发生,中断类型,强迫性中断输入/输出(I/O)中断：主要来自外部设备通道程序性中断：运行程序中本身的中断(如溢出,缺页中断,缺段中断,地址越界)时钟中断控制台中断硬件故障,中断类型,自愿性中断执行I/O，创建进程，分配内存信号量操作，发送/接收消息,中断响应:发现中断、接收中断的过程（由硬件完成）,*发现中断源(识别中断原因)*保存现场,将中断向量推入系统堆栈*引出中断处理程序,中断响应具体做法:,CPU在执行每条指令后扫描中断寄存器，查看有无中断请求。如果没有，则运行下一条指令；如果有中断请求，则通过交换中断向量引出（进入）中断处理程序,硬件完成的工作,软件完成的工作,程序状态字,指令计数器
23、,系统堆栈,PSW1 PC1,PSW2 PC2,PSW3 PC3,PSW4 PC4,PSW5 PC5,PC1,PC2,PC3,中断处理,*保存现场(保存未被硬件保存的现场)*识别中断的具体原因*根据中断原因处理中断事件*中断返回,强迫性中断事件,自愿性中断事件,保存现场信息,保存现场信息,取出中断码,取出访管号,分析中断原因,分析何种系统调用,转相应处理程序,是否中断嵌套,由系统恢复现场,由系统恢复现场,转低级调度程序,返回上层中断,返回目态程序,需要切换进程,T,F,F,T,输入输出中断处理1、I/O正常结束如果要继续传输，准备好数据，启动通道如果有进程等待I/O结束，将其唤醒2、I/O传输
24、错误进行I/O复执，多次不成功，通知系统操作员设备故障,时钟中断处理进行系统管理及维护有关的工作：1、进程管理2、作业管理3、资源管理4、事件处理5、系统维护6、实现软件时钟,控制台中断处理系统操作员利用控制台向系统发出中断请求：按下控制台上某一个按钮，产生一个中断信号（相当于一个操作命令）操作系统转到相应的处理程序（与具体系统有关）,硬件故障中断处理 主要工作是保存现场，并向系统操作员报告故障信息，以及估计对系统造成的破坏，对系统进行可能的恢复 排除故障必须有人工干预 电源故障处理 主存故障处理 内存校验线路发现奇偶校验错误或海明校验错误而引起的中断，停止相关进程的执行，向系统操作员报告错误
25、及单元号,程序性中断处理两种策略：1、由系统处理该中断事件可能影响其他进程或操作系统（内存访问地址越界，执行非法特权指令，缺页，缺段等）*报告出错的进程号、出错位置和错误性质*调入段或页,2、由用户处理 该中断事件只影响其自身(浮点溢出、阶码下溢、除数为零等）如果用户程序不提供特定的处理程序，操作系统将按照标准处理方法进行处理on 例：on devide_zero goto LA；运行前，编译系统为每个用户生成一个中断续元入口表，规定好每个中断事件对应的表目,中断事件0：中断续元运行环境0 中断续元入口0中断事件1：中断续元运行环境1 中断续元入口1中断事件2：中断续元运行环境2 中断续元入口
26、2.中断事件m 中断续元运行环境m 中断续元入口m,自愿性中断处理访管指令：SVC n SVC：指令码 n：访管中断号（整数）中断发生时，硬件中断装置将访管中断号送入老的程序状态字中的内中断码字段，访管中断总控程序从系统堆栈中将其取出，并根据它转入对应的服务程序,自愿性中断处理用户使用访管指令的一般形式为：准备参数SVC n 取返回值根据具体访管要求约定，参数及返回值可以通过寄存器或内存传递,中断优先级,中断优先级是由硬件规定的,系统根据引起中断事件的重要性与紧迫程度将中断源划分为若干个级别 当有多个中断同时发生时,系统根据中断优先级决定响应中断次序,优先响应级别高的中断；对同级中断按硬件规定
27、次序,中断屏蔽 中断发生时,CPU不予响应的状态。常用于必须连续运行的程序,防止任务被中断干扰；或执行处理某一类中断,防止其它中断干扰 在PSW中设置一个中断屏蔽位,通过设置中断屏蔽指令完成开中断与管中断来进行中断屏蔽中断嵌套 在处理中断时又响应新的中断,时钟,硬件时钟软件时钟,每个脉冲使计数器减1,用来装入计数器初值,硬件时钟：,某个寄存器来模拟(根据脉冲频率定时加1)绝对时钟：绝对时间，一般不会中断相对时钟：如闹钟,每隔固定时间发一次中断,软件时钟：,在设备管理中，采用通道技术，虽可以实现CPU与外设的并行工作方式，但CPU的速度一般总是比外设快许多。为了进一步改善CPU与外设之间的速度不
28、匹配的矛盾，解决通道占用时的阻塞现象，提高CPU通道及外设设备之间的并行性，延长CPU对中断的响应时间，减少CPU的中断次数，有效地延长设备使用时间，并有效解决物理记录大小与逻辑记录大小不一致的问题，在操作系统中引入了缓冲技术。,6.4 缓冲技术,1、缓冲技术的实现原理 当某个进程进行数据输出操作时，先将数据送入缓冲区，当缓冲区满时再将缓冲区的内容送到输出设备上；反之，当一个进程完成输入操作时，先将输入设备上的数据送入缓冲区，当缓冲区满时，再由CPU将数据取走。在缓冲管理中必须建立缓冲区，缓冲区的设定有两种方式：可以采用专门的硬件方法来实现缓冲，但会增加硬件成本，除了在关键的地方采用少量必要的
29、硬件缓冲器外，在许多操作系统中都采用另一种称为软件缓冲的方式，即从主存空间中划定出一个特殊的内存区域作为缓冲区。,单缓冲是在系统的CPU与外设之间只设立一个缓冲区，输入与输出操作全部经该缓冲区来完成。当输入设备占用缓冲区时，输出设备必须处于等待状态；而当输出设备正在缓冲区将数据取走时，输入设备也必须等待，其工作方式是串行完成的。此时，缓冲区成了可共享的临界资源，必须互斥占用，不可能实现并行工作。,单缓冲的结构如图8-18-1 单缓冲,cpu,缓冲区,输入设备,输出设备,2双缓冲管理 由于单缓冲不能实现并行处理，为避免单缓冲造成的设备利用率不高的状况，可引入双缓冲技术,为输入或输出分配两个缓冲区
30、（如图x-2），并让两个缓冲区交替工作，就可以形成并行操作的方式。当输入或是输出时，外设先占用一个缓冲区，等当该缓冲区满后，再转去占用另一个缓冲区，同时第一个缓冲区中的数据可被取走，缓冲区可以释放，当另一个缓冲区满后，设备又可转过来占用被释放的缓冲区。这样交替占用的缓冲区，可以使CPU与外设间的并行度进一步提高。,x-2 双缓冲,双缓冲不可能彻底解决在实际系统中的并行操作，由于计算机中配备有多种外围设备，CPU与外设的速度匹配全部由双缓冲来承担是不能胜任的。为此，必须使用多缓冲或是缓冲池结构来解决并行问题。下面举一个例子来说明双缓冲的使用。,有一批卡片要从卡片机上读如，然后再从打印机上输出，系
31、统设置了两个缓冲区buf1h和buf2，它们用于从卡片机上接受数据，恰当时交打印机输出。假定卡片机的速度为1000卡/分，打印机的速度为1000行/分，先将一卡读入buf1,当打印buf1 内容时，将下一张卡送入buf2；当打印完缓冲区buf1的内容后，又启动下一张卡送入buf1,同时buf2 的内容又被送去打印。反复重复上述过程，直到结束（如图）。,3多缓冲及缓冲池管理 双缓冲技术提高了I/O设备的并行度，但由于在计算机系统中，CPU的速度总是比外设快得多，真正要实现CPU与外设的并行操作，双缓冲技术还不能达到要求，为此，在计算机中都采用多缓冲或缓冲池结构。多缓冲是把主存中的多个缓冲区组织成
32、两部分，一部分用于做输入缓冲区，另一部分作为输出缓冲区。缓冲池则是将多个缓冲区连接成一个完整的区域，其中每个区既可以作为输入又可以作为输出用。多缓冲及缓冲池是系统中的共享资源，可供各进程使用，由系统统一分配和管理。它的使用必须互斥地进行。,缓冲池(buffer pool),缓冲区队列：三种：空闲缓冲区，输入缓冲区，输出缓冲区操作：四种：设备输入，CPU读入，设备输出，CPU写出。上述操作访问各个缓冲区队列时，需要进行相应的互斥操作。,这是一种双方向缓冲技术；缓冲区整体利用率高。,下面讨论的是缓冲池的管理方式。缓冲池是若干缓冲区的集合，每一个缓冲区有两部分：一部分是标识缓冲器的缓冲首都（如图），
33、另一部分是保存信息的缓冲体。缓冲区在缓冲池内按使用情况链接成三条队列：空闲缓冲区队列，输入缓冲区队列及输出缓冲区队列。,空闲缓冲区队列：由空闲缓冲区连接而成，用em指针指向队首。输入缓冲区队列：由装满输入数据的缓冲区连接而成，用in指针指向队首。输出缓冲区队列：由装满输出数据的缓冲区连接而成，用out指针指向队首.,缓冲首部 缓冲池,缓冲池的工作原理如下：系统开始启动时，所有缓冲区全部排入em队列中。当有输入任务时，收容输入进程执行读数操作时，自动从em队列的队首取下一空闲缓冲区，将输入数据装入其中，待满后排入in队列尾部。并对em队列长度和in队列长度作减一、加一操作。当有输出任务时，收容输出进程从em队列中取下一个空闲缓冲区，将输出数据装入，满后排入队列尾部。让em队列长度和out队列长度作减一、加一操作。,当系统要从输入缓冲区为用户进程取数时，由提取输入进程从in队列中取出一缓冲区，
