操作系統(tǒng)設(shè)備管理課件-全文預(yù)覽
【正文】 備的逆操作。該系統(tǒng)調(diào)用中有參數(shù)說明了要申請的設(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（是獨(dú)占還是共享式使用）及設(shè)備的占用情況來分配設(shè)備，返回申請是否成功標(biāo)志。 read()。 CPU直接控制外部設(shè)備 CPU直接控制設(shè)備控制器 程序直接控制方式 中斷驅(qū)動方式 DMA控制方式 I/O通道控制方式 輸入輸出控制方式的發(fā)展過程 引入設(shè)備控制器 I/O層次結(jié)構(gòu) 通常，操作系統(tǒng)將設(shè)備管理系統(tǒng)劃分并組織成四個層次： ? 用戶層 I/O ? 設(shè)備無關(guān)的 I/O（設(shè)備獨(dú)立性軟件） ? 設(shè)備驅(qū)動程序 ? 中斷處理程序 用戶層 I/O 設(shè)備驅(qū)動及中斷處理 硬件 系統(tǒng)調(diào)用接口，設(shè)備無關(guān)的操作系統(tǒng)軟件 設(shè)備 I/O子系統(tǒng) 用戶進(jìn)程 用戶層 I/O 設(shè)備無關(guān)的 I/O 設(shè)備驅(qū)動及中斷處理 硬件 設(shè)備管理子系統(tǒng) 邏輯結(jié)構(gòu)圖 核心態(tài)運(yùn)行 一、用戶層 I/O 實(shí)現(xiàn)與用戶交互的接口，用戶可直接調(diào)用在用戶層提供的、與 I/O操作有關(guān)的庫函數(shù)，對設(shè)備進(jìn)行操作 。 同時 ， 又可實(shí)現(xiàn) CPU、 通道和 I/O設(shè)備三者的并行操作 ， 從而更有效地提高整個系統(tǒng)的資源利用率 。 CPU向 DMA部件發(fā)送 I/O命令后，即可進(jìn)行其他工作。 向設(shè)備控制器發(fā)讀命令 讀設(shè)備控制器狀態(tài)寄存器 檢查狀態(tài) 從設(shè)備控制器讀字?jǐn)?shù)據(jù) 將該字寫入內(nèi)存 OK 出錯處理 該塊讀完？ OK 下一 指令 未 OK 中斷 ?缺點(diǎn)： ?雖然中斷的引入改善了中央處理機(jī)的利用率，但 I/O操作畢竟還是由 CPU控制的，此時每傳輸一個字或字符，往往就要做一次中斷處理，每個字的數(shù)據(jù)傳輸都必須經(jīng)過 CPU寄存器轉(zhuǎn)發(fā)。 CPU向設(shè)備控制器發(fā)讀命令 讀設(shè)備控制器狀態(tài)寄存器 檢查狀態(tài) 從設(shè)備控制器讀字?jǐn)?shù)據(jù)到CPU寄存器中 將該字寫入內(nèi)存 未 OK OK 出錯 該塊讀完？ OK 下一 指令 未 OK ?缺點(diǎn)： ?在這種方式中 CPU的大量時間用在了等待輸入輸出的循環(huán)測試上，使主機(jī)不能充分發(fā)揮效率，外設(shè)也不能得到合理使用，整個系統(tǒng)效率很低。 一、程序直接控制方式 CPU直接控制 I/O操作的全過程，包括 發(fā)送讀寫命令、 傳輸數(shù)據(jù)、測試設(shè)備狀態(tài)。 PCI總線控制器 處理機(jī) 內(nèi)存 顯卡 外設(shè) 光盤 磁盤 IDE總線控制器 外設(shè)控制器 控制器 控制器 連接 CPU、內(nèi)存、設(shè)備控制器和 I/O設(shè)備模型 每個控制器都有一些用來與 CPU通訊的 I/O寄存器 。 （ I/O部件 ） 設(shè)備控制器是計(jì)算機(jī)中的一個實(shí)體，其主要職責(zé)是控制一個或多個 I/O設(shè)備，以實(shí)現(xiàn) I/O設(shè)備與和計(jì)算機(jī)之間的數(shù)據(jù)交換。 字符設(shè)備在 I／ O時，常采用中斷驅(qū)動方式。 磁盤設(shè)備的基本特征是 : 1)傳輸速率較高，通常每秒鐘為幾兆位； 2) 可尋址，即對它可隨機(jī)地讀 /寫任一塊； ? 字符設(shè)備 (Character Device)，用于數(shù)據(jù)的輸入和輸出。 典型的高速設(shè)備有磁帶機(jī)、 磁盤機(jī)、 光盤機(jī)等。典型設(shè)備有鍵盤、 鼠標(biāo)器、語音的輸入和輸出等設(shè)備。 本章介紹： ?外部設(shè)備分類及控制方式 ?設(shè)備使用方法、 I/O子系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)及緩沖技術(shù) ?輔存及磁盤請求調(diào)度技術(shù) I/O 系 統(tǒng) I/O設(shè)備的類型 1) 按傳輸速率分類 ? 低速設(shè)備： 這是指其傳輸速率僅為每秒鐘幾個
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