設(shè)備管理培訓(xùn)教材(ppt 62頁)-全文預(yù)覽
【正文】 構(gòu)示意圖 3) I/O系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu) 微機(jī)系統(tǒng)：總線結(jié)構(gòu) 大型機(jī)系統(tǒng)：通道結(jié)構(gòu) CPU 內(nèi)存 磁盤控制器 打印機(jī)控制器 磁盤 打印機(jī) 系統(tǒng)總線 … CPU 內(nèi)存 通道 1 通道 2 控制器 1 設(shè)備 1 設(shè)備 2 控制器 m 設(shè)備 3 設(shè)備 4 通道 n … … 單通道結(jié)構(gòu)示意圖 I/O控制方式 ? 程序 I/O方式 ? 中斷驅(qū)動(dòng) I/O方式（一般中斷方式） ? DMA I/O方式（ DMA控制器控制方式） ? 通道 I/O控制方式（采用 I/O通道實(shí)施控制） 1）程序 I/O方式 ? 工作過程 ① CPU發(fā)一條 I/O指令給控制器，啟動(dòng)設(shè)備工作 ② CPU不斷測試設(shè)備的工作狀態(tài)直至設(shè)備完成工作 ③ CPU發(fā)下一條 I/O指令，再次啟動(dòng)設(shè)備工作 ? 特點(diǎn) CPU等待設(shè)備完成工作， CPU效率很低 2）中斷驅(qū)動(dòng) I/O方式 ? 中斷機(jī)構(gòu) 設(shè)備自動(dòng)產(chǎn)生中斷信息，并由 CPU進(jìn)行響應(yīng)和處理 ? 工作過程 ① CPU發(fā)出 I/O指令給控制器啟動(dòng)設(shè)備工作 ② 其后 CPU不再等待設(shè)備完成，而是返回執(zhí)行其他程序 ③ 待設(shè)備完成時(shí)產(chǎn)生中斷信號(hào)， CPU才去響應(yīng)處理 ? 特點(diǎn) CPU與設(shè)備間斷并行工作，但設(shè)備每傳送一個(gè)數(shù)據(jù)（通常為字節(jié)或字）， CPU則要響應(yīng)處理中斷一次，效率仍不是太高 3） DMA I/O控制方式 ? DMA控制器的組成 c ou ntC P U 內(nèi)存 主機(jī)—控制器接口 控制器與塊設(shè)備接口DRM A RDCCRI / O控制邏輯D M A 控制器系統(tǒng)總線命令 ? 工作過程 ① CPU發(fā) I/O指令給 DMA控制器 (進(jìn)行相應(yīng)設(shè)置 )，啟動(dòng)設(shè)備工作 ② 其后 CPU返回執(zhí)行其他程序 ③ 待 DMA控制設(shè)備將一組數(shù)據(jù)傳送完畢產(chǎn)生中斷后，CPU才去干預(yù)處理 ? 特點(diǎn) CPU與設(shè)備間斷并行， CPU效率較高 4）通道 I/O控制方式 ? 工作過程 ① CPU向通道發(fā)命令，啟動(dòng)通道工作， CPU返回繼續(xù)執(zhí)行 ② 通道執(zhí)行事先組織好的通道程序，啟動(dòng)設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送 ③ 待通道程序執(zhí)行完畢，產(chǎn)生通道中斷， CPU才響應(yīng)處理 ? 特點(diǎn) CPU與通道、設(shè)備完全并行工作， CPU效率高 5）四種方式比較 特點(diǎn) 適用場合（系統(tǒng)） 程序 I/O方式： CPU等待設(shè)備完成 早期無中斷機(jī)構(gòu) 中斷 I/O方式： CPU與設(shè)備間斷并行 一般字符設(shè)備 DMA I/O方式： CPU與設(shè)備間斷并行 塊設(shè)備 通道 I/O方式： CPU與設(shè)備并行 大型有通道 緩沖技術(shù)和緩沖管理 ? 緩沖的引入 ? 緩沖的實(shí)現(xiàn) ? 緩沖區(qū)類型 ? 緩沖池管理 1）緩沖的引入 在操作系統(tǒng)中 ， 引入緩沖的主要原因 ， 可歸結(jié)為以下幾點(diǎn)： ① 緩和 CPU與 I／ O設(shè)備間速度不匹配的矛盾 ② 減少對 CPU的中斷頻率 ,放寬對中斷響應(yīng)時(shí)間的限制 ③ 提高 CPU和 I／ O設(shè)備之間的并行性 注： 凡數(shù)據(jù)到達(dá)率與離去率不一致的場合，均可采用緩沖加以解決 2）緩沖的實(shí)現(xiàn) ?硬緩沖：在設(shè)備中設(shè)置緩沖區(qū)（通常是一組寄 存器）由硬件實(shí)現(xiàn) ?軟緩沖：在內(nèi)存中開辟一個(gè)空間用作 緩沖區(qū) 3）緩沖的類型 ? 專用緩沖區(qū)：單緩沖、雙緩沖、多緩沖 ? 公用緩沖區(qū)：緩沖區(qū)的集合 (緩沖池 ) 注： 分配的緩沖區(qū)個(gè)數(shù)愈多，緩沖效果愈好 4）各種緩沖及其管理 ? 單緩沖 主機(jī)（內(nèi)存） I/O設(shè)備 ? 雙緩沖 數(shù)據(jù)（設(shè)備） 緩沖區(qū) 緩沖區(qū) 2 緩沖區(qū) 1 內(nèi)存（主機(jī)） ? 緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)存取操作可并行 ?緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)存取操作是串行的 ? 循環(huán)多緩沖 ? 變量含義 G 裝滿數(shù)據(jù)的緩沖區(qū) R 空緩沖區(qū) C 當(dāng)前工作的緩沖區(qū) Nexti 指向下一
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