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第五章 设备管理
I/O 硬件原理
I/O 软件原理
具有通道的I/O系统
缓冲技术
驱动调度技术
设备分配
虚拟设备
本章要点
• 设备管理的功能、模型
• I/O子系统的组成
• I/O控制
• 设备的分配
• 设备的类型
• I/O缓冲技术
• 虚拟设备和SPOOLING系统
• 磁盘的管理
5.0 引言
• 计算机的外围设备分为两类:
• 存储型设备:作为主存的扩充,以存储大量持久性信息和快速
检索为目标
• I/O型设备:把外界信息输入计算机,把计算结果输出,完成人
机交互
5.0 引言(续)
• 设备管理的主要功能在于克服设备和CPU速度不匹配
• 设备中断处理
• 设备的分配和去配
• 设备驱动调度
• 缓冲区管理
• 虚拟设备及其实现
• 设备管理的基本手段在于系统将所有设备都定义为文件
5.1 I/O 硬件原理
I/O 系统
I/O 控制方式
设备控制器
I/O 系统
I/O 控制方式
设备控制器
5.1.1 I/O系统
• I/O系统:
• I/O设备及其接口线路、控制部件、通道和管理软件的总称
• I/O操作:
• 计算机的主存和外围设备的介质之间的信息传送操作
5.1.1 :分类
• 按照 I/O特性,I/O设备划分为:
• 输入型设备
• 输出型设备
• 存储型设备
• 顺序存取存储设备:顺序存取存储设备严格依赖信息的物理位置
进行定位和读写,如磁带
• 直接存取存储设备:直接存取存储设备的重要特性是存取任何一
个物理块所需的时间几乎不依赖于此信息的位置,如磁盘
5.1.1 :分类(续)
• 按照 I/O信息交换的单位可分为:
• 字符设备
• 输入型外围设备和输出型外围设备一般为字符设备,与内存进行
信息交换的单位是字节
• 块设备
• 存储型外围设备一般为块设备
I/O 系统
I/O 控制方式
设备控制器
5.1.2 I/O控制方式
• 按照 I/O控制器功能的强弱,以及和CPU之间联系方式的
不同,对I/O设备的控制方式分类:
• 轮询方式
• 中断方式
• DMA方式
• 通道方式
• 主要差别:中央处理器和外围设备并行工作的方式和程
度不同
5.1.2 轮询方式
• 轮询方式又称程序直接控制方式,使用查询指令测试设
备控制器的忙闲标志位,确定主存和设备是否能交换数
据
5.1.2 :轮询过程
设置计数值 1. 如时正运行的程序需从设备读
传送一个字
入一批数据,则该程序设置交
设置内存缓冲首址
换字节数和数据读入主存的起
修改内存地址
始地址,然后向设备
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