【正文】 DMA控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。 當(dāng) DMA硬件控制磁盤(pán)與存貯器之間進(jìn)行信息交換時(shí)，每當(dāng)磁盤(pán)把一個(gè)數(shù)據(jù)讀入控制器的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)時(shí)， DMA控制器取代 CPU,接管地址總線的控制權(quán)，并按照 DMA控制器中的存貯器地址寄存器內(nèi)容 ,把數(shù)據(jù)送入相應(yīng)的存貯器單元中。 DMA方式較之中斷驅(qū)動(dòng)方式，又是成百倍地減少了 CPU對(duì) I／ O的干預(yù)，進(jìn)一步提高了 CPU與 I/O設(shè)備的并行程度。通道有自己的簡(jiǎn)單指令系統(tǒng)，數(shù)據(jù)傳送指令和設(shè)備控制指令等。使 CPU擺脫了繁瑣的輸入輸出控制工作，提高了 CPU與外圍設(shè)備工作的并行程度。 字節(jié)多路通道主要用來(lái)連接大量慢速的字符設(shè)備 ，如紙帶輸入／出機(jī)，卡片輸入／出機(jī)、打印機(jī)、終端等等。由于選擇通道能控制設(shè)備高速連續(xù)地傳送一批數(shù)據(jù)，因此 常用它連接高速的塊設(shè)備 。因此 常用它連接中速的塊設(shè)備 。 ： 中斷源向處理機(jī)發(fā)出的請(qǐng)求中斷處理的信號(hào)。程序性中斷（數(shù)據(jù)溢出、訪問(wèn)溢出等） 操作系統(tǒng) 第五章 設(shè)備管理 25 ① 中斷碼存入 PSW寄存器的中斷碼位 將舊 PSW ② ③ 將新 PSW 保存到主存 送到 PSW寄存器。硬件故障中斷 —— 輸出事件的性質(zhì)。外部中斷 —— 接收外部請(qǐng)求后轉(zhuǎn)例行子程序。 六 、 中斷優(yōu)先級(jí) 當(dāng)多個(gè)中斷事件同時(shí)發(fā)生時(shí)，中斷裝置按預(yù)先定好的順序響應(yīng)同時(shí)出現(xiàn)的中斷事件，這個(gè)預(yù)先定好的順序稱(chēng)為中斷優(yōu)先級(jí)。若為順序?qū)懻?qǐng)求，則不斷把數(shù)據(jù)填到緩沖區(qū)，直到它被裝滿為止。 緩沖的類(lèi)型 單緩沖 雙緩沖 多緩沖（環(huán)形緩沖） 緩沖池（ UNIX操作系統(tǒng)） 1）硬緩沖 —— 寄存器 2）軟緩沖 —— 在主存中開(kāi)辟一片區(qū)域充當(dāng)緩沖區(qū)，并設(shè)置 I/O指針。 緩沖區(qū) 放入 取出 操作系統(tǒng) 第五章 設(shè)備管理 31 兩個(gè)緩沖區(qū)交替使用，使 CPU和 I／ O設(shè)備的并行性進(jìn)一步提高，僅當(dāng)兩個(gè)緩沖區(qū)都取空，進(jìn)程還要提取數(shù)據(jù)時(shí)，它再被迫等待。 緩沖區(qū) 1 取出 緩沖區(qū) 2 放入 操作系統(tǒng) 第五章 設(shè)備管理 32 環(huán)形緩沖技術(shù)是在主存中分配一組大小相等的存貯區(qū)作為緩沖區(qū)，并將這些緩沖區(qū)鏈接起來(lái)，系統(tǒng)中有個(gè)緩沖區(qū)鏈?zhǔn)字羔樦赶虻谝粋€(gè)緩沖區(qū)，每個(gè)緩沖區(qū)中有一個(gè)指向下一個(gè)緩沖區(qū)的指針，最后一個(gè)緩沖區(qū)中的指針指向第一個(gè)緩沖區(qū)，從而形成環(huán)形緩沖區(qū)鏈，系統(tǒng)可循環(huán)使用這些緩沖區(qū)。 緩沖池中的緩沖區(qū)一般有以下三種類(lèi)型：空閑緩沖區(qū)、裝輸入數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)和裝輸出數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)。 操作系統(tǒng) 第五章 設(shè)備管理 35 緩沖區(qū)隊(duì)列 : 空白緩沖隊(duì)列 em，隊(duì)首指針 F（ em），隊(duì)尾指針 L（ em）。 操作系統(tǒng) 第五章 設(shè)備管理 37 收容輸入： 收容輸出： getbuf（ em， number）； getbuf（ em， number）； 設(shè)備放入輸入數(shù)據(jù)； 進(jìn)程放入輸出數(shù)據(jù)； putbuf（ in， hin） putbuf（ out， hout） 提取輸入： 提取輸出： getbuf（ in， number）； getbuf（ out， number）； 進(jìn)程取出輸入數(shù)據(jù)； 設(shè)備取出輸出數(shù)據(jù)； putbuf（ em， sin） putbuf（ em， sout）。系統(tǒng)設(shè)備表（ SDT） ——整個(gè)系統(tǒng)一張，每個(gè)設(shè)備占一個(gè)表項(xiàng)，記錄了系統(tǒng)中所有設(shè)備的情況?？刂破鞅恚?COCT） —— 每個(gè)控制器一張，記錄了控制器的使用狀態(tài)以及和通道的連接情況。 操作系統(tǒng) 第五章 設(shè)備管理 40 （一）設(shè)備分配的方式 靜態(tài)分配： 是在 作業(yè)級(jí) 進(jìn)行的，當(dāng)一個(gè)作業(yè)運(yùn)行之前由系統(tǒng)一次分配滿足需要的全部設(shè)備，這些設(shè)備一直為該作業(yè)占用，直到作業(yè)撤消。 操作系統(tǒng) 第五章 設(shè)備管理 41 （二） I/O設(shè)備分配算法 1．先請(qǐng)求先分配： 根據(jù)進(jìn)程對(duì)某設(shè)備提出請(qǐng)求的先后次序，可將進(jìn)程排成一個(gè)隊(duì)列，設(shè)備分配程序總是先把設(shè)備分配給隊(duì)首進(jìn)程。在此策略中，由于已經(jīng)避免了造成死鎖的四個(gè)必要條件之一的 “ 請(qǐng)求和保護(hù) ” 條件，因而分配是安全的。 優(yōu)點(diǎn)： 一個(gè)進(jìn)程可同時(shí)操作多個(gè)設(shè)備，使這些設(shè)備能并行工作； 缺點(diǎn)： 分配不安全，從而可能形成死鎖。 對(duì)獨(dú)占型設(shè)備一般采用靜態(tài)分配 ，即當(dāng)一個(gè)用戶作業(yè)申請(qǐng)獨(dú)占設(shè)備時(shí)，系統(tǒng)把設(shè)備分配給這個(gè)用戶作業(yè)，直到這個(gè)作業(yè)撤銷(xiāo)為止，在這期間設(shè)備被這個(gè)用戶作業(yè)獨(dú)占。目的是使獨(dú)占設(shè)備變成可共享的設(shè)備。 系統(tǒng)效率不高的表現(xiàn)： ； ； 設(shè)備的傳輸效率低（低速的 I/O設(shè)備）。 作業(yè)執(zhí)行使用數(shù)據(jù)時(shí)不必再啟動(dòng)獨(dú)占設(shè)備讀入，而只需從磁盤(pán) 輸入井 上輸入數(shù)據(jù)。 如系統(tǒng)打印信息時(shí)，就把要打印的信息送到某個(gè)存貯空間中去，然后由系統(tǒng)在適當(dāng)時(shí)機(jī)把存儲(chǔ)空間上的信息送到打印機(jī)上打印。 2）設(shè)備并沒(méi)有分配給任何進(jìn)程。 操作系統(tǒng) 第五章 設(shè)備管理 50 1）提高了獨(dú)占設(shè)備的利用率； 2）每個(gè)用戶都有速度極高的 “ 輸入機(jī) ” 和 “ 打印機(jī) ” ，縮短 了作業(yè)執(zhí)行時(shí)間； 3）能夠多道并行工作 。負(fù)責(zé)設(shè)置設(shè)備有關(guān)寄存器的值，啟動(dòng)設(shè)備進(jìn)行 I/O操作，指定操作的類(lèi)型和數(shù)據(jù)流向等。 訪問(wèn)磁盤(pán)的時(shí)間 =尋找時(shí)間 +延遲時(shí)間 +傳輸時(shí)間 移臂調(diào)度 磁盤(pán)的驅(qū)動(dòng)調(diào)度 旋轉(zhuǎn)調(diào)度 操作系統(tǒng) 第五章 設(shè)備管理 56 三、移臂調(diào)度算法 先來(lái)先服務(wù)調(diào)度算法（ FCFS）： 按請(qǐng)求訪問(wèn)者的先后次序調(diào)度。 操作系統(tǒng) 第五章 設(shè)備管理 57 四、旋轉(zhuǎn)調(diào)度算法 優(yōu)先選擇延遲時(shí)間最短的訪問(wèn)者去執(zhí)行。 2） 對(duì)各種外部設(shè)備采用盡可能統(tǒng)一的管理方法 ,方便用戶。 2）共享設(shè)備。 1）塊設(shè)備。 I／ O控制方式： 1）循環(huán)測(cè)試 I／ O方式； 2） I／ O中斷方式； 3） DMA傳送方式； 4）通道傳送方式。 分配與回收設(shè)備 : 靜態(tài)分配： 在作業(yè)這一級(jí)，作業(yè)進(jìn)入系統(tǒng)時(shí)分配設(shè)備，退出系統(tǒng)時(shí)全部收回。 從進(jìn)程運(yùn)行的安全性上考慮，設(shè)備分配有以下兩種方式： 1）安全分配方式；（ CPU與外部設(shè)備串行） 2）不安全分配方式： 設(shè)備獨(dú)立性 I/O控制的主要功能 磁盤(pán)的驅(qū)動(dòng)調(diào)度