【正文】 設(shè)備和內(nèi)存直接交換數(shù)據(jù)的控制方式。（ 2）中斷方式的數(shù)據(jù)傳送是由 CPU控制完成的； 而 DMA方式則是在 DMAC的控制下完成的； —— 解除速度不匹配、數(shù)據(jù)丟失等問題。調(diào)度另一進程（ B）（ 3） 一批數(shù)據(jù)輸入完成后， DMA中斷 B， 轉(zhuǎn)向中斷處理程序。 直接內(nèi)存存取 （ DMA） 方式27 DMA技術(shù)特征 直接傳送、塊傳送 直接內(nèi)存存取 （ DMA） 方式CPU存儲器 磁盤控制器磁盤緩沖區(qū)DMAReg存儲器地址計數(shù)器系統(tǒng)總線 28 直接內(nèi)存存取 （ DMA） 方式DMA控制器： 控制寄存器、 狀態(tài)寄存器、 數(shù)據(jù)緩沖寄存器、 傳送字節(jié)計數(shù)器、 內(nèi)存地址寄存器。25 中斷方式 I/O設(shè)備中斷方式的優(yōu)缺點（ 1） 優(yōu)點： CPU利用率大大提高； 支持多道程序和 I/O設(shè)備并行操作。l 在進程發(fā)出指令啟動設(shè)備后，進程放棄 CPU ， 等待相關(guān) I/O操作完成。 效率較低； 浪費大量 CPU時間； 處理的設(shè)備數(shù)量有限。20 I/O控制方式l計算機對輸入輸出設(shè)備的 4種控制方式：– 程序查詢（輪詢）方式；– 程序中斷方式；– 輸入輸出通道方式；– 直接傳送（ DMA） 方式。（ 1） I/O設(shè)備控制器l 端口地址譯碼；l 按約定的格式和過程接受或發(fā)送控制信號和數(shù)據(jù)；l 緩沖存儲；l 進行對輸入輸出設(shè)備自身的各種控制、信息傳送和數(shù)據(jù)加工等任務(wù)。 16按設(shè)備使用可共享性分類（ 2）共享設(shè)備l特點：允許多個作業(yè)同時使用。（ 4）塊設(shè)備 —— 存儲類設(shè)備： 能夠隨時讀寫其中的任何一塊而與所有其他塊無關(guān)。11按設(shè)備的使用特性分類（ 3）交互式設(shè)備l 內(nèi)容：顯示器、鍵盤、鼠標、手寫 /語音輸入設(shè)備等；l 特點：輸出外界信息 計算機系統(tǒng) 運算結(jié)果輸入12按設(shè)備的使用特性分類（ 4）存儲型設(shè)備l定義：計算機用來保存信息的裝置。3第 6章 設(shè)備管理 概述 I/O控制方式 I/O軟件 I/O設(shè)備分配 磁盤調(diào)度 I/O設(shè)備有關(guān)技術(shù)4 概述 設(shè)備管理的重要性 I/O設(shè)備的分類 I/O設(shè)備的組成5系統(tǒng)總線 設(shè)備管理的重要性CPU 存儲器 設(shè)備驅(qū)動器I/O設(shè)備設(shè)備電纜圖 61 計算機系統(tǒng)與 I/O設(shè)備系統(tǒng)的五官、四肢6 設(shè)備管理的重要性lI/O設(shè)備是人機對話的界面和接口；l解決系統(tǒng)性能的 “ 瓶頸 ” 問題；l對多種多樣的設(shè)備實現(xiàn)統(tǒng)一的管理；l在實時處理和控制系統(tǒng)中，輸入輸出信息的及時傳送。第 6章設(shè)備管理1第 6章 設(shè)備管理l 設(shè)備管理： 對外圍設(shè)備的啟動和控制工作。7 I/O設(shè)備分類按設(shè)備的使用特性分類；按設(shè)備的信息組織方式分類；按設(shè)備使用的共享性分類；8按設(shè)備的使用特性分類l輸入設(shè)備；l輸出設(shè)備；l交互式設(shè)備；l存儲設(shè)備；9按設(shè)備的使用特性分類（ 1）輸入設(shè)備l 定義：計算機用以 “ 感受 ” /“ 接觸 ” 外部信息的設(shè)備。l特性：– 可寫入性；– 可讀出性；– 可保存性。15按設(shè)備使用可共享性分類（ 1）獨占設(shè)備l特點：只能讓一個作業(yè)獨占使用。l分配方式：動態(tài) (交替 )。 19 I/O設(shè)備的組成電子部件：（ 2） I/O設(shè)備控制接口 按照計算機主機與設(shè)備的約定格式和過程接受或發(fā)送數(shù)據(jù)和信號。21 輪詢方式早期計算機系統(tǒng)對 I/O設(shè)備的一種管理方式。23 中斷方式 I/O設(shè)備中斷（ 1）目的：解決 CPU與 I/O設(shè)備速度匹配問題。l 當 I/O操作完成時， I/O設(shè)備控制器通過 I/O請求線發(fā)出中斷信號。（ 2）問題：– 如果設(shè)備較多時，中斷次數(shù)急劇增加，造成 CPU無法響應(yīng)中斷和出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失現(xiàn)象。29 DMA工作過程（ 1）當進程要求輸入時，把要求傳送的內(nèi)存始址（ M）和要傳的字節(jié)數(shù)送入 DMA的內(nèi)存地址寄存器和傳送字數(shù)寄存器（ 2）把啟動位置 1。（ 4）中斷處理程序喚醒 A， 返回 B的斷點繼續(xù)執(zhí)行。 直接內(nèi)存存?。?DMA） 方式31CPU向控制器發(fā)出啟動 DMA通知和有關(guān)參數(shù)控制器向內(nèi)存發(fā)出詢問請求訪問內(nèi)存（讀、寫）計數(shù)器減 1結(jié)束否發(fā)中斷NY DMA的實現(xiàn)流程32 通道方式l定義： 獨立于 CPU的、專門管理I/O的處理機，控制設(shè)備與內(nèi)存直接進行數(shù)據(jù)交換。l 通道控制 ——– 數(shù)據(jù)傳送方向；– 存放數(shù)據(jù)的內(nèi)存起始地址；– 傳送的數(shù)據(jù)塊長度。l 它的優(yōu)點是傳輸速度高，缺點是一次只能控制一臺設(shè)備進行 I/O操作。 通道方式通道方式41通道工作原理l 當 有 I/O請求時： CPU先 執(zhí)行 “ 啟動 I／ O指令 ” ； 啟動指定通道上的指定設(shè)備 ； 成功：通道按規(guī)定通過設(shè)備控制器控制外設(shè)操作 。l 作用：啟動通道，依次執(zhí)行，實現(xiàn)對外圍設(shè)備的控制。47?通道狀態(tài)字（ CSW）（ 1）作用：記錄通道和設(shè)備執(zhí)行操作的情況。– 操作系統(tǒng)作上述內(nèi)容分析，作相應(yīng)處理 。（ 2）統(tǒng)一命名 用一個序列字符串或一個整數(shù)來表征一個 I/O設(shè)備的名字。 I/O設(shè)備中斷的處理58 I/O設(shè)備中斷的處理② 共享設(shè)備設(shè)： A進程等待訪問設(shè)備； B進程：請求 I／ O操作完成；則： B進程由等待態(tài) → 就緒態(tài)； A進程就緒，有機會使用設(shè)備。處理：視情況。（ 2）對各種可能的有關(guān) I/O設(shè)備排隊、凍結(jié)、喚醒等操作進行處理。設(shè)備驅(qū)動程序的結(jié)構(gòu) 通用 /專用 設(shè)備驅(qū)動程序63設(shè)備驅(qū)動程序?qū)拥膬?nèi)部策略（ 1）確定是否接受設(shè)備請求；（ 2）確定發(fā)送什么內(nèi)部操作命令；（ 3）發(fā)內(nèi)部操作命令；（ 4）發(fā)后處理： 可能凍結(jié)；操作立即完成；錯誤處理 ；（ 5）對于中斷時被調(diào)用驅(qū)動程序的發(fā)后處理。 70相對號 —— 用戶在程序中為要求使用的同類設(shè)備定義的設(shè)備編號 —— 設(shè)備的 “ 相對號相對號 ” 。73設(shè)備的指定方式l原因： （ 1）一個作業(yè)執(zhí)行會隨時請求啟動輸入機； （ 2）一個作業(yè)執(zhí)行不斷產(chǎn)生結(jié)果要求記錄于磁帶、或打印輸出。77設(shè)備的指定方式l設(shè)備的指定： 作業(yè)申請獨占設(shè)備時，應(yīng)指定需要什么設(shè)備。作業(yè)使用 ： 系統(tǒng)查 “ 該類設(shè)備表 ” 始址、絕對號、啟動。（ 3）釋放設(shè)備。87? 磁盤的結(jié)構(gòu)（ 1） 盤片 ：正、反兩個面； 盤組 ：若干盤片組成。（ 5）塊：信息讀寫最小單位； 每個扇區(qū)各磁道均可存放數(shù)量相等的字符。（ 2） 延遲時間 —— 指定扇區(qū)旋轉(zhuǎn)到磁頭下所需的時間。96 磁盤的驅(qū)動調(diào)度l目的 ：l降低若干個訪問者執(zhí)行 I／ 0操作的總時間 ；l增加單位時間內(nèi)的 I／ 0操作次數(shù)；l提高系統(tǒng)的效率。 1. 先來先服務(wù)調(diào)度算法