設(shè)備管理培訓(xùn)教材(ppt62頁)(已修改)
2025-02-28 02:28 本頁面
【正文】 第五章 設(shè)備管理 概 述 1）設(shè)備管理的基本任務(wù) ? 完成用戶提出的 I/O請求，實(shí)施具體的 I/O操作 ? 提高 I/O的速度、設(shè)備的利用率及設(shè)備與 CPU的并行工作能力 2）設(shè)備管理的主要功能 ? 設(shè)備的分配、回收與管理 ? 設(shè)備的處理（ I/O控制、驅(qū)動(dòng)與中斷處理） ? 緩沖區(qū)的管理 ? 設(shè)備的獨(dú)立性與虛擬設(shè)備的實(shí)現(xiàn) I/O系統(tǒng) I/O系統(tǒng)：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中負(fù)責(zé)數(shù)據(jù) I/O及 存儲(chǔ) 的子系統(tǒng) 1） I/O設(shè)備類型 ?作用方面劃分： I/O型、存儲(chǔ)型 ?使用屬性劃分：獨(dú)占、共享、虛擬 ?傳輸速率劃分：低速、中速、高速 ?信息交換單位劃分：字符設(shè)備、塊設(shè)備 2） I/O系統(tǒng)組成 一般包括 I/O設(shè)備、控制器、接口及線路、設(shè)備驅(qū)動(dòng)、控制和管理的相關(guān)程序，有的大中型機(jī)中還有通道。 ? 控制器 ? 相關(guān)概念： 連接 CPU（內(nèi)存）與 I/O設(shè)備，用于控制設(shè)備工作，實(shí)現(xiàn) I/O設(shè)備與計(jì)算機(jī)之間的數(shù)據(jù)交換的硬件裝置。 ? 控制器的功能 ： ?接收、識(shí)別由 CPU發(fā)來的命令 ?進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞與交換 ?設(shè)備狀態(tài)的檢查，設(shè)備地址的識(shí)別，數(shù)據(jù)緩沖，差錯(cuò)控制 ? 通 道 ? 定義 ： 能獨(dú)立于 CPU執(zhí)行 通道程序 向控制器發(fā)命令的 裝置 ?特殊的處理機(jī) ? 通道的功能： ?執(zhí)行簡單的 I/O指令（與 CPU并行 工作） ?直接訪問內(nèi)存，進(jìn)行內(nèi)存與 I/O設(shè)備間的數(shù)據(jù)傳送 ?替代 CPU，通過執(zhí)行通道程序?qū)υO(shè)備進(jìn)行控制 ? 通道的類型： ?字節(jié)多路通道 ?數(shù)組選擇通道 ?數(shù)組多路通道 總線結(jié)構(gòu)示意圖 3) I/O系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu) 微機(jī)系統(tǒng)：總線結(jié)構(gòu) 大型機(jī)系統(tǒng)：通道結(jié)構(gòu) CPU 內(nèi)存 磁盤控制器 打印機(jī)控制器 磁盤 打印機(jī) 系統(tǒng)總線 … CPU 內(nèi)存 通道 1 通道 2 控制器 1 設(shè)備 1 設(shè)備 2 控制器 m 設(shè)備 3 設(shè)備 4 通道 n … … 單通道結(jié)構(gòu)示意圖 I/O控制方式 ? 程序 I/O方式 ? 中斷驅(qū)動(dòng) I/O方式（一般中斷方式） ? DMA I/O方式（ DMA控制器控制方式） ? 通道 I/O控制方式（采用 I/O通道實(shí)施控制） 1）程序 I/O方式 ? 工作過程 ① CPU發(fā)一條 I/O指令給控制器，啟動(dòng)設(shè)備工作 ② CPU不斷測試設(shè)備的工作狀態(tài)直至設(shè)備完成工作 ③ CPU發(fā)下一條 I/O指令，再次啟動(dòng)設(shè)備工作 ? 特點(diǎn) CPU等待設(shè)備完成工作， CPU效率很低 2）中斷驅(qū)動(dòng) I/O方式 ? 中斷機(jī)構(gòu) 設(shè)備自動(dòng)產(chǎn)生中斷信息，并由 CPU進(jìn)行響應(yīng)和處理 ? 工作過程 ① CPU發(fā)出 I/O指令給控制器啟動(dòng)設(shè)備工作 ② 其后 CPU不再等待設(shè)備完成，而是返回執(zhí)行其他程序 ③ 待設(shè)備完成時(shí)產(chǎn)生中斷信號(hào)， CPU才去響應(yīng)處理 ? 特點(diǎn) CPU與設(shè)備間斷并行工作，但設(shè)備每傳送一個(gè)數(shù)據(jù)（通常為字節(jié)或字）， CPU則要響應(yīng)處理中斷一次，效率仍不是太高 3） DMA I/O控制方式 ? DMA控制器的組成 c ou ntC P U 內(nèi)存 主機(jī)—控制器接口 控制器與塊設(shè)備接口DRM A RDCCRI / O控制邏輯D M A 控制器系統(tǒng)總線命令 ? 工作過程 ① CPU發(fā) I/O指令給 DMA控制器 (進(jìn)行相應(yīng)設(shè)置 )，啟動(dòng)設(shè)備工作 ② 其后 CPU返回執(zhí)行其他程序 ③ 待 DMA控制設(shè)備將一組數(shù)據(jù)傳送完畢產(chǎn)生中斷后，CPU才去干預(yù)處理 ? 特點(diǎn) CPU與設(shè)備間斷并行， CPU效率較高 4）通道 I/O控制方式 ? 工作過程 ① CPU向通道發(fā)命令，啟動(dòng)通道工作， CPU返回繼續(xù)執(zhí)行 ② 通道執(zhí)行事先組織好的通道程序，啟動(dòng)設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送 ③ 待通道程序執(zhí)行完畢，產(chǎn)生通道中斷， CPU才響應(yīng)處理 ? 特點(diǎn) CPU與通道、設(shè)備完全并行工作， CPU效率高 5）四
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