操作系統(tǒng)第5章設(shè)備管理(1)-wenkub
2023-02-09 06:36:55 本頁(yè)面
【正文】 控制、狀態(tài)信號(hào) ? I/O邏輯根據(jù)處理機(jī)發(fā)來(lái)的地址信號(hào)選擇一個(gè)設(shè)備接口 2/1/2023 21 Operating System 設(shè)備控制器 ?設(shè)備控制器的組成 ?I/O邏輯：實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的控制 ? 處理機(jī)利用它向控制器發(fā)送 I/O命令 ? I/O邏輯對(duì)接受到的命令進(jìn)行譯碼 CPU發(fā)送同時(shí)啟動(dòng)命令及地址（通過(guò)地址線）發(fā)送給控制器，控制器的 I/O邏輯對(duì)地址譯碼，在根據(jù)命令對(duì)所選設(shè)備進(jìn)行控制 2/1/2023 22 Operating System 設(shè)備控制器 ?設(shè)備控制器的組成 數(shù)據(jù)寄存器控制/ 狀態(tài)寄存器數(shù)據(jù)線I/O 邏輯?控制器與設(shè)備接口1控制器與設(shè)備接口 i數(shù)據(jù)狀態(tài)控制數(shù)據(jù)狀態(tài)控制?地址線控制線CPU 與控制器接口 控制器與設(shè)備接口2/1/2023 23 Operating System I/O系統(tǒng) ?I/O設(shè)備 ?設(shè)備控制器 ?I/O通道 ?總線系統(tǒng) 2/1/2023 24 Operating System I/O通道 ?I/O通道 (I/O Channel)設(shè)備的引入 ?是一種特殊處理機(jī)，專門(mén)負(fù)責(zé)輸入 /輸出工作 ?有自己簡(jiǎn)單的指令系統(tǒng)，只有數(shù)據(jù)傳送指令和設(shè)備控制指令 ?主要目的是為了建立獨(dú)立的 I/O操作，使有關(guān)對(duì) I/O操作的組織、管理及其結(jié)束處理也獨(dú)立于 CPU ? CPU向 I/O通道發(fā)送 I/O命令，由通道執(zhí)行程序 ?通道與一般處理機(jī)的區(qū)別 ? 指令單一 ? 沒(méi)有獨(dú)立的內(nèi)存 2/1/2023 25 Operating System I/O通道 1. I/O通道 (I/O Channel)設(shè)備的引入 其主要目的 是為了建立獨(dú)立的 I/O操作 ， 其目的是使一些原來(lái)由 CPU處理的 I/O任務(wù)轉(zhuǎn)由通道來(lái)承擔(dān) ， 實(shí)際上 ， I/O通道是一種特殊的處理機(jī) 。 2/1/2023 11 Operating System I/O設(shè)備 ?I/O設(shè)備的類型 ?按資源分配角度分類（共享屬性） ? 獨(dú)占設(shè)備 ? 多數(shù)低速設(shè)備屬獨(dú)占設(shè)備，如打印機(jī) ? 共享設(shè)備 ? 可供多個(gè)進(jìn)程同時(shí)訪問(wèn)，如磁盤(pán) ? 虛擬設(shè)備 ? 通過(guò)虛擬技術(shù)將一臺(tái)獨(dú)占設(shè)備變換為若干個(gè)邏輯設(shè)備，供若干個(gè)進(jìn)程同時(shí)使用 臨界資源 2/1/2023 12 Operating System I/O設(shè)備 ?I/O設(shè)備的類型 ?按操作特性 ? 存儲(chǔ)設(shè)備 ? 存儲(chǔ)信息，如磁盤(pán)等 ? I/O設(shè)備 ? 用來(lái)向 CPU傳送信息或輸出加工處理后的信息，如顯示器、打印機(jī) 2/1/2023 13 Operating System 2. 設(shè)備與控制器之間的接口 通常，設(shè)備并不是直接與 CPU進(jìn)行通信，而是與設(shè)備控制器通信。 其基本單位是 字符 ， 故稱為字符設(shè)備 。 它屬于 有結(jié)構(gòu) 設(shè)備 。因而也稱這樣的 I/O系統(tǒng)結(jié)構(gòu)為四級(jí)結(jié)構(gòu) 。 CPU和內(nèi)存是直接連接到總線上的。 2/1/2023 3 Operating System I/O 系 統(tǒng) I/O系統(tǒng)的組成 在一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，除了需要直接用于 I/O和存儲(chǔ)信息的設(shè)備外，還需要有相應(yīng)的設(shè)備控制器。Operating System 2/1/2023 1 Operating System 第五章 設(shè)備管理 ?I/O系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的重要組成部分 ?I/O系統(tǒng)包括用于實(shí)現(xiàn) 信息輸入、輸出和存儲(chǔ) 功能的設(shè)備和相應(yīng)的控制器 ?設(shè)備管理的 基本任務(wù) 是 完成用戶提出的 I/O請(qǐng)求，提高 I/O速率以及改善 I/O的利用率 ?設(shè)備管理的 主要功能 有 緩沖區(qū)管理、設(shè)備分配、設(shè)備處理、虛擬設(shè)備 及 實(shí)現(xiàn)設(shè)備獨(dú)立性 2/1/2023 2 Operating System 內(nèi)容 ?（ 1） I/O組成； ?（ 2） I/O控制； ? 指 I/O完成的方法。在大、中型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，還需要 I/O通道，這些設(shè)備以及相應(yīng)的總線構(gòu)成了 I/O系統(tǒng)。 I/O設(shè)備是通過(guò)設(shè)備控制器連接到總線上， CPU并不直接與 I/O設(shè)備進(jìn)行通信，而是與設(shè)備控制器進(jìn)行通信，設(shè)備控制器是處理機(jī)和設(shè)備之間的接口，控制器有磁盤(pán)控制器、打印機(jī)控制器等 。 2/1/2023 5 Operating System 第五章 設(shè)備管理 ?I/O系統(tǒng) ?I/O控制方式 ?緩沖管理 ?設(shè)備分配 ?設(shè)備處理 ?磁盤(pán)存儲(chǔ)器管理 2/1/2023 6 Operating System I/O系統(tǒng) ?I/O設(shè)備 ?設(shè)備控制器 ?I/O通道 ?總線系統(tǒng) 2/1/2023 7 Operating System I/O設(shè)備 ?I/O設(shè)備的類型 ?按從屬關(guān)系分類 ? 系統(tǒng)設(shè)備 ? 用戶設(shè)備 2/1/2023 8 Operating System I/O設(shè)備 ?I/O設(shè)備的類型 ?按傳輸速率分類 ? 低速設(shè)備 ? 每秒幾個(gè)字節(jié)至數(shù)百字節(jié) ? 鍵盤(pán)、鼠標(biāo)、語(yǔ)音輸入輸出設(shè)備等 ? 中速設(shè)備 ? 每秒數(shù)千至數(shù)萬(wàn)字節(jié) ? 行式打印機(jī)、激光打印機(jī)等 ? 高速設(shè)備 ? 每秒數(shù)百 K至數(shù)十 M字節(jié) ? 磁盤(pán)機(jī)、磁帶機(jī)、光盤(pán)機(jī)等 2/1/2023 9 Operating System I/O設(shè)備 ?I/O設(shè)備的類型 ?按信息交換的單位分類 ? 塊設(shè)備 (Block Device) ? 信息的存取總是以數(shù)據(jù) 塊 為單位 ? 可尋址 ? 磁盤(pán)，每個(gè)盤(pán)塊的大小為 512 B~4 KB ? 字符設(shè)備 (Character Device) ? 基本單位是 字符 ? 不可尋址 ? 交互式終端、打印機(jī) 2/1/2023 10 Operating System 2) 可將 I/O設(shè)備分成兩類 。 典型的塊設(shè)備是 磁盤(pán) ， 每個(gè)盤(pán)塊的大小為512B~4KB。 它屬于 無(wú)結(jié)構(gòu) 設(shè)備 。 因此，在設(shè)備與設(shè)備控制器之間應(yīng)有一接口。 它具有執(zhí)行 I/O指令的能力 ， 并通過(guò)執(zhí)行通道 (I/O)程序來(lái)控制 I/O操作 。 通過(guò)字節(jié)多路通道來(lái)連接低速或中速設(shè)備時(shí) ， 便不能丟失信息 。 2/1/2023 31 Operating System I/O通道 ?通道類型 ?數(shù)組多路通道（ Block Multiplexor Channel） ? 將 數(shù)組選擇通
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