計算機設(shè)備管理培訓(xùn)講義(已修改)
2025-02-22 17:41 本頁面
【正文】 第第 6章章 設(shè)備管理設(shè)備管理主要內(nèi)容： I/O硬件概念，設(shè)備控制器， I/O控制方式，緩沖技術(shù)，設(shè)備的使用方法， I/O層次結(jié)構(gòu)，磁盤管理。重點：I/O控制方式，緩沖區(qū)的種類，設(shè)備分配。難點：磁盤調(diào)度策略。1 I/O硬件概念硬件概念 常見常見 I/O設(shè)備的分類設(shè)備的分類 ?人 機交互設(shè)備 (字節(jié)設(shè)備 ,發(fā)送接收以字節(jié)方式 )；?存儲類型設(shè)備 (塊設(shè)備 ,讀寫以數(shù)據(jù)塊方式）；?網(wǎng)絡(luò)通信的設(shè)備 (網(wǎng)絡(luò)接口，調(diào)制解調(diào)器 )。I/O設(shè)備的特點：?數(shù)據(jù)傳輸速率不同；?數(shù)據(jù)傳輸單位不同；?控制的復(fù)雜性不同；?設(shè)備的使用目的不同。2 設(shè)備控制器（設(shè)備控制器（ I/O部件）部件）n I/O設(shè)備通常包含一個機械部件和一個電子部件。電子部件被稱做 I/O部件或設(shè)備控制器（當控制多設(shè)備時：又叫總線控制器，通道控制器）。n 操作系統(tǒng)一般只與控制器打交道，而非設(shè)備本身。n 早期 CPU是直接控制外部設(shè)備的，在引入I/O部件之后，才將 CPU逐漸從與外設(shè)的交互細節(jié)中解放出來。3 PCI總線 控制器 處理機 （ CPU） 主存 顯卡 SCSI 控制器 外設(shè) 控制器控制器控制器連接 CPU、主存、設(shè)備控制器和 I/O設(shè)備模型 磁帶磁盤外設(shè) SCSI總線主板總線設(shè)備控制器的功能：接收和識別來自 CPU的各種命令 。實現(xiàn) CPU與設(shè)備控制器、設(shè)備控制器與設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換 。記錄設(shè)備的狀態(tài)供 CPU查詢 。識別控制器的每個設(shè)備的地址 。4 控制器的任務(wù)是在外部設(shè)備與 CPU（內(nèi)存）之間完成比特流（外部信號）和字節(jié)流（塊）之間的轉(zhuǎn)換 。磁盤 控制器主存比特流字節(jié)塊轉(zhuǎn)換、校驗 CRT 控制器主存顯示信號字節(jié)流轉(zhuǎn)換5每個控制器都有一些用來與 CPU通信的 I/O寄存器。操作系統(tǒng)通過向這些寄存器寫命令字來執(zhí)行 I/O功能。鍵盤 060 063硬盤 320 – 32F打印機 378 – 37F軟盤 3F0 – 3F7彩色顯示器 3D0 – 3DFIBM PC的 I/O地址內(nèi)存0kn控制器寄存器6 I/O控制方式控制方式 （ 1）程序直接控制方式CPU直接控制 I/O操作的全過程，包括測試設(shè)備狀態(tài)、發(fā)送讀寫命令、傳輸數(shù)據(jù)。 處理機指令集應(yīng)包括下述指令：216。 控制類216。 測試類216。 讀寫類 I/O。示例 : 從外存讀數(shù)據(jù)塊到內(nèi)存 (見下一頁 )7向 I/O部件發(fā)讀命令讀 I/O部件狀態(tài)寄存器從 I/O部件讀字數(shù)據(jù)將該字寫入內(nèi)存未 OKOK出錯OK 下一指令未 OK檢查狀態(tài)該塊讀完 ?8（ 2）中斷控制方式優(yōu)點： CPU不必反復(fù)測試，節(jié)約了時間。缺點： 仍然消耗大量的 CPU時間9（ 3） DMA方式DMA方式的思想： DMA（直接內(nèi)存存?。┴撠?zé)完成整個 I/O操作，無需再經(jīng) CPU寄存器轉(zhuǎn)發(fā)，并在全部傳輸結(jié)束后向 CPU發(fā)中斷信號。給 DMA的命令中應(yīng)包括：① 操作類別② I/O設(shè)備的地址③ 讀寫數(shù)據(jù)在內(nèi)存中的首地址④ 字數(shù)。向 DMA部件發(fā)讀命令讀取 DMA部件狀態(tài)中斷中斷后續(xù)處理注意： DMA的功能可以以獨立的 DMA部件在系統(tǒng) I/O總線上完成，也可整合到 I/O部件中完成。缺點： DMA部件需與CPU競爭控制總線。10CPU直接控制外部設(shè)備引入 I/O部件， CPU直接控制 I/O部件引入中斷驅(qū)動方式引入 DMAI/O通道或 I/O處理機輸入/輸出控制方式的發(fā)展過程11 設(shè)備輸入設(shè)備輸入 /輸出子系統(tǒng)輸出子系統(tǒng) 設(shè)備的使用方法設(shè)備的使用方法 一、設(shè)備相關(guān)系統(tǒng)調(diào)用。有參數(shù)說明要申請的設(shè)備名稱，操作系統(tǒng)處理該系統(tǒng)調(diào)用時，會按照設(shè)備特性（獨占還是分
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