操作系統(tǒng)設(shè)備管理課件-wenkub
2023-02-09 06:38:56 本頁(yè)面
【正文】 設(shè)備控制器接收到相應(yīng)的命令后，將 I/O狀態(tài)寄存器的相應(yīng)位置上。操作系統(tǒng)通過(guò)向這些寄存器寫(xiě)命令字來(lái)實(shí)現(xiàn) I/O功能。它是 CPU與 I/O設(shè)備的接口，它接收從 CPU發(fā)來(lái)的命令，并去控制 I/O設(shè)備工作。 3) 按設(shè)備的共享屬性分類 這種分類方式可將 I/O設(shè)備分為如下三類： ? 獨(dú)占設(shè)備 ：它是指在一段時(shí)間內(nèi)只允許一個(gè)用戶 (進(jìn)程 )訪問(wèn)的設(shè)備，即臨界資源； 因而，對(duì)多個(gè)并發(fā)進(jìn)程而言，應(yīng)互斥地訪問(wèn)這類設(shè)備，系統(tǒng)一旦把這類設(shè)備分配給某進(jìn)程后，便由該進(jìn)程獨(dú)占，直至用完釋放，應(yīng)當(dāng)注意，獨(dú)占設(shè)備的分配有可能引起進(jìn)程死鎖。 其基本單位是字符， 故稱為字符設(shè)備。 2) 按信息交換的單位分類 ? 塊設(shè)備 (Block Device)，這類設(shè)備用于存儲(chǔ)信息。 ? 中速設(shè)備 ：這是指其傳輸速率在每秒鐘數(shù)千個(gè)字節(jié)至數(shù)萬(wàn)個(gè)字節(jié)的一類設(shè)備。第六章 設(shè)備管理 管理和控制所有的外部設(shè)備（ I/O設(shè)備），是操作系統(tǒng)的主要功能之一。典型設(shè)備有 :行式打印機(jī)、激光打印機(jī)等。 由于信息的存取總是以數(shù)據(jù)塊為單位， 故而得名。 如交互式終端、打印機(jī)等。 ? 共享設(shè)備 ： 它是指在一段時(shí)間內(nèi)允許多個(gè)進(jìn)程同時(shí)訪問(wèn)的設(shè)備，當(dāng)然，對(duì)于每一時(shí)刻而言，該類設(shè)備仍然只允許一個(gè)進(jìn)程訪問(wèn)。 操作系統(tǒng)一般只與控制器打交道，而非設(shè)備本身。 鍵盤(pán) 060 063 硬盤(pán) 320 – 32F 打印機(jī) 378 – 37F 軟盤(pán) 3F0 – 3F7 彩色顯示器 3D0 – 3DF IBM PC的 I/O地址 I/O控制方式 ?所謂 I/O操作的控制方式也就是外圍設(shè)備和內(nèi)存之間的數(shù)據(jù)傳送控制方式，經(jīng)歷了程序直接控制方式，中斷控制方式，DMA方式和通道方式四種。隨著操作的執(zhí)行更改狀態(tài)位，由 CPU執(zhí)行相應(yīng)指令讀取I/O完成狀態(tài)。當(dāng) I/O部件準(zhǔn)備好數(shù)據(jù)后，利用中斷通知 CPU，再由 CPU完成數(shù)據(jù)傳輸。 三、 DMA方式 前兩種方式的缺陷： ? I/O的傳輸速率受 CPU測(cè)試或中斷響應(yīng)的速度限制 ? CPU為管理 I/O耗費(fèi)大量時(shí)間。因此僅在數(shù)據(jù)塊傳送的開(kāi)始和結(jié)束涉及到 CPU。通道技術(shù)解決了 I/O操作的獨(dú)立性和各部件的并行性。用戶以設(shè)備標(biāo)識(shí)符和一些簡(jiǎn)單的函數(shù)來(lái)使用設(shè)備，如打開(kāi)、關(guān)閉、讀、寫(xiě)等。 close()等。 ?從設(shè)備讀取數(shù)據(jù) 。 iseek(fd,1024,0)；將軟盤(pán)當(dāng)前 I/O位置定位到1024字節(jié)位置。 ?其基本含義是： 應(yīng)用程序獨(dú)立于具體使用的物理設(shè)備。在UNIX中，如 /dev/fd0唯一地確定了一個(gè)inode數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，其中包含了主設(shè)備號(hào)，通過(guò)主設(shè)備號(hào)可以找到相應(yīng)的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序。 邏輯設(shè)備名 物理設(shè)備名 驅(qū)動(dòng)程序入口地址 /dev/tty 3 1024 /dev/printer 5 2046 ….. ….. ….. 三、設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序 ? 設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序 包括了所有與設(shè)備相關(guān)的代碼，其功能是從與設(shè)備無(wú)關(guān)的軟件中接收 I/O請(qǐng)求并執(zhí)行。 四、中斷處理程序 獨(dú)占式使用設(shè)備 所謂獨(dú)占式使用設(shè)備是指在一段時(shí)間內(nèi)只允許一個(gè)用戶（進(jìn)程）訪問(wèn)的設(shè)備。 分時(shí)共享式設(shè)備是指在一段時(shí)間內(nèi)允許多個(gè)進(jìn)程同時(shí)訪問(wèn)的設(shè)備，當(dāng)然，對(duì)于每一時(shí)刻而言，該類設(shè)備仍然只允許一個(gè)進(jìn)程訪問(wèn)。 把這種技術(shù)用于對(duì)設(shè)備的使用實(shí)質(zhì)就是對(duì)輸入／輸出數(shù)據(jù)成批處理 。因此必須避免邊生成邊打印，可以將輸出數(shù)據(jù)邊生成邊寫(xiě)入文件中，文件相當(dāng)于虛擬打印設(shè)備，待全部輸入完成，在獨(dú)占打印機(jī)把文件內(nèi)容從打印機(jī)上打印出來(lái)。一般可以利用假脫機(jī)（ SPOOLing）技術(shù)實(shí)現(xiàn)虛擬設(shè)備。 例如，當(dāng)計(jì)算進(jìn)程陣發(fā)性地把大批量數(shù)據(jù)輸
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