計算機(jī)各種設(shè)備管理-全文預(yù)覽
【正文】 例如， 對各種設(shè)備的讀操作，在應(yīng)用程序中都使用 read。 第五章 設(shè) 備 管 理 在實(shí)現(xiàn)了設(shè)備獨(dú)立性的功能后， 可帶來以下兩方面的好處。 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。 (3) 虛擬設(shè)備。? Signal(MS(type))。? B(number)? ∶[KG*3]=? Takebuf(type)。 (2) 輸入隊列 inq。 第五章 設(shè) 備 管 理 3. 進(jìn)程同步 (1) Nexti指針追趕上 Nextg指針。 (2) (2) 減少對 CPU的中斷頻率， 放寬對 CPU中斷響應(yīng)時間的限制。 (3) (3) 計數(shù)。 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。用于暫存從設(shè)備到內(nèi)存，或從內(nèi)存到設(shè)備的數(shù)據(jù)。用于接收從 CPU發(fā)來的 I/O命令或有關(guān)控制信息， 或設(shè)備的狀態(tài)。 可見，中斷驅(qū)動方式可以成百倍地提高 CPU的利用率?？梢姡@樣可使CPU和 I/O設(shè)備都處于忙碌狀態(tài)，從而提高了整個系統(tǒng)的資源利用率及吞吐量。 第五章 設(shè) 備 管 理 2. 局部總線 (Local Bus) 1) VESA(Video Electronic Standard Association)總線 2) 2) PCI(Peripheral Component Interface)總線 ? 第五章 設(shè) 備 管 理 I/O控制方式 程序 I/O方式 在程序 I/O方式中，由于 CPU的高速性和 I/O設(shè)備的低速性， 致使 CPU的絕大部分時間都處于等待 I/O設(shè)備完成數(shù)據(jù)I/O的循環(huán)測試中， 造成對 CPU的極大浪費(fèi)。 第五章 設(shè) 備 管 理 3. “瓶頸 ”問題 圖 54 單通路 I/O系統(tǒng) 第五章 設(shè) 備 管 理 圖 55 多通路 I/O系統(tǒng) 第五章 設(shè) 備 管 理 總線系統(tǒng) 圖 56 總線型 I/O系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 第五章 設(shè) 備 管 理 1. ISA和 EISA總線 ? 1) ISA(Industry Standard Architecture)總線 ? 這是為了 1984年推出的 80286型微機(jī)而設(shè)計的總線結(jié)構(gòu)。 第五章 設(shè) 備 管 理 3) 數(shù)組多路通道 (Block Multiplexor Channel)? 數(shù)組選擇通道雖有很高的傳輸速率，但它卻每次只允許一個設(shè)備傳輸數(shù)據(jù)。但I(xiàn)/O通道又與一般的處理機(jī)不同，主要表現(xiàn)在以下兩個方面： 一是其指令類型單一，這是由于通道硬件比較簡單， 其所能執(zhí)行的命令，主要局限于與 I/O操作有關(guān)的指令； 再就是通道沒有自己的內(nèi)存，通道所執(zhí)行的通道程序是放在主機(jī)的內(nèi)存中的， 換言之，是通道與 CPU共享內(nèi)存。 (2) (2) 共享設(shè)備。磁盤設(shè)備的基本特征是其傳輸速率較高，通常每秒鐘為幾兆位；另一特征是可尋址，即對它可隨機(jī)地讀 /寫任一塊；此外，磁盤設(shè)備的 I/O常采用DMA方式。第一類是塊設(shè)備 (Block Device)，這類設(shè)備用于存儲信息。典型的中速設(shè)備有行式打印機(jī)、激光打印機(jī)等。第五章 設(shè) 備 管 理 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 磁盤存儲器管理 第五章 設(shè) 備 管 理 I/O 系 統(tǒng) I/O設(shè)備 1. I/O設(shè)備的類型 1) 按傳輸速率分類 ? 按傳輸速度的高低，可將 I/O設(shè)備分為三類。第二類是中速設(shè)備，這是指其傳輸速率在每秒鐘數(shù)千個字節(jié)至數(shù)萬個字節(jié)的一類設(shè)備。 第五章 設(shè) 備 管 理 2) 按信息交換的單位分類 ? 可將 I/O設(shè)備分成兩類。典型的塊設(shè)備是磁盤，每個盤塊的大小為 512 B~4 KB。第五章 設(shè) 備 管 理 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： ?(1) 獨(dú)占設(shè)備。它具有執(zhí)行 I/O指令的能力，并通過執(zhí)行通道 (I/O)程序來控制 I/O操作?？梢?，這種通道的利用率很低。也正因此，才使該通道能被廣泛地用于連接多臺高、中速的外圍設(shè)備，其數(shù)據(jù)傳送是按數(shù)組方式進(jìn)行的。 ? 2) EISA(Extended ISA)總線 ? 到 80年代末期， ISA總線已難于滿足帶寬和傳輸速率的要求， 于是人們又開發(fā)出擴(kuò)展 ISA(EISA)總線，其帶寬為 32位，總線的傳輸速率高達(dá) 32 Mb/s，同樣可以連接 12臺外部設(shè)備。僅當(dāng)輸完一個數(shù)據(jù)時，才需 CPU花費(fèi)極短的時間去做些中斷處理。 采用中斷驅(qū)動方式后， CPU可利用這 ms的時間去做其它事情，而僅用 ms的時間來處理由控制器發(fā)來的中斷請求。 第五章 設(shè) 備 管 理 2. DMA控制器的組成 圖 58 DMA控制器的組成 第五章 設(shè) 備 管 理 為了實(shí)現(xiàn)在主機(jī)與控制器之間成塊數(shù)據(jù)的直接交換， 必須在 DMA控制器中設(shè)置如下四類寄存器： ? (1) 命令 /狀態(tài)寄存器 CR。 ? (3) 數(shù)據(jù)寄存器 DR。 第五章 設(shè) 備 管 理 3. DMA工作過程 圖 59 DMA方式的工作流程 第五章 設(shè) 備 管 理 I/O通道控制方式 1. I/O通道控制方式的引入 I/O通道方式是 DMA方式的發(fā)展，它可進(jìn)一步減少 CPU的干預(yù)，即把對一個數(shù)據(jù)塊的讀 (或?qū)?)為單位的干預(yù)，減少為對一組數(shù)據(jù)塊的讀 (或?qū)?)及有關(guān)的控制和管理為單位的干預(yù)。 (2) (2) 內(nèi)存地址。 第五章 設(shè) 備 管 理 操作 P R 計數(shù) 內(nèi)存地址WRITE 0 0 80 813WRITE 0 0 140 1034WRITE 0 1 60 5830WRITE 0 1 300 2023WRITE 0 0 250 1850WRITE 1 1 250 720第五章 設(shè) 備 管 理 緩 沖 管 理 緩沖的引入 (1) 緩和 CPU與 I/O設(shè)備間速度不匹配的矛盾。(2) (2) Releasebuf過程。 為了管理上的方便，可將相同類型的緩沖區(qū)鏈成一個隊
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