【正文】 （ 5）設(shè)備開關(guān)表 （ 1）設(shè)備控制表 A ② 由輸出進(jìn)程在輸出井中為之申請一個空閑磁盤塊區(qū)， 20230201104SPOOLing系統(tǒng) 通過 spooling技術(shù)便可將一臺物理I/O設(shè)備虛擬為多臺邏輯 I/O設(shè)備，允許多個用戶共享一臺物理 I/O設(shè)備。20230201102脫機輸入輸出方式（ OffLine I/O）n 這種脫機 I/O方式的主要優(yōu)點如下：n (1)減少了 CPU的空閑時間。才可啟動該 I/O設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。軟硬盤、光盤等塊設(shè)備都是共享設(shè)備u共享設(shè)備： 同時分配給多個進(jìn)程使用 ，須注意對這些進(jìn)程訪問該設(shè)備的先后次序進(jìn)行合理調(diào)度 。DCT 2023020183DCTDCT1DCTiDCTnDCTi圖：設(shè)備控制表及設(shè)備請求隊列忙 /閑 等待 /不等待n與設(shè)備連接的控制器表指針n重復(fù)執(zhí)行次數(shù)（出錯時重新傳送的次數(shù)）2023020184DCTn 由于設(shè)備控制表 DCT中存放的是一臺具體設(shè)備的有關(guān)信息，找到一個設(shè)備的 DCT， 就得到了該設(shè)備的特性、各種參數(shù)、使用情況等，所以 DCT是設(shè)備管理中 最重要的一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 。為了管理系統(tǒng)中的外部設(shè)備，操作系統(tǒng)仍然采用這種老辦法：為每一臺設(shè)備開辟一個存儲區(qū)，隨時記錄系統(tǒng)中每一個設(shè)備的基本信息，這個存儲區(qū)被稱為 “設(shè)備控制表DCT（ Device Control Table） ”。u 向用戶層 (或文件層 )軟件提供統(tǒng)一接口 在應(yīng)用程序中，使用 邏輯設(shè)備 名稱來請求使用某類設(shè)備 。2023020171通道的工作過程n 某進(jìn)程在運行過程中，若提出了 I/O請求，只需向通道 I/O通道發(fā)一條 I/O指令，以給出其所要執(zhí)行的通道程序的始址和要訪問的 I/O設(shè)備；n 用戶進(jìn)程阻塞以等待 I/O完成n 通道則通過執(zhí)行通道程序控制設(shè)備控制器，控制設(shè)備完成指定的 I/O任務(wù)。 通道只能執(zhí)行通道程序，不可能執(zhí)行用戶進(jìn)程。u在 DMA方式下，數(shù)據(jù)的傳送方向、存放數(shù)據(jù)的內(nèi)存始址及傳送數(shù)據(jù)的長度等都由 CPU控制。在 DMA控制器的控制下， 設(shè)備同主存之間可成批交換數(shù)據(jù)，不用 CPU干預(yù)。20230201563 直接存儲器訪問（ DMA） 方式n 直接存儲器存取控制方式的概念 u是指對 I/O設(shè)備的控制由 DMA控制器完成，在DMA控制器的作用下，設(shè)備和主存之間可以成批地進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，而不用 CPU的干涉。例如，從終端輸入一個字符的時間約為 100 ms， 而將字符送入終端緩沖區(qū)的時間小于 ms。工作過程：發(fā)出啟動某設(shè)備的命令，本進(jìn)程（ A） 變?yōu)榈却隣顟B(tài)，轉(zhuǎn)進(jìn)程調(diào)度，調(diào)度另一進(jìn)程 B。n 所謂 “程序循環(huán)測試 ”的數(shù)據(jù)傳輸方式，就是指用戶進(jìn)程使用啟動設(shè)備后，不斷地執(zhí)行測試指令，去測試所啟動設(shè)備的狀態(tài)寄存器。2023020146設(shè)備驅(qū)動程序的處理過程n 主要任務(wù)：啟動指定設(shè)備n 將抽象要求轉(zhuǎn)化為具體要求 n 檢查 I/O請求的合法性 n 讀出和檢查設(shè)備的狀態(tài) n 傳送必要的參數(shù) n 設(shè)置工作方式 n 啟動 I/O 設(shè)備 2023020147練習(xí)n 2023020144設(shè)備驅(qū)動程序的功能和特點n 設(shè)備驅(qū)動程序的特點u一是驅(qū)動程序主要是在請求 I/O的進(jìn)程與設(shè)備控制器之間的一個通信程序。u⑤ 恢復(fù)現(xiàn)場，退出中斷。n 打印機是一類典型的塊設(shè)備 。C、塊設(shè)備 A、字符型設(shè)備 B、操作特性C、共享屬性 在一大型系統(tǒng)中可以同時存在這三種類型的通道以便控制各種不同類型的設(shè)備。即使是它無數(shù)據(jù)傳送，通道被閑置， 這就實現(xiàn)了子通道的循環(huán)輪轉(zhuǎn)，以達(dá)到多路控制的目的，字節(jié)多路通道主要用來控制低速、并且以字節(jié)為基本傳送單位的設(shè)備。 通道在 CPU的控制下獨立地執(zhí)行通道程序，對外部設(shè)備的 I/O操作進(jìn)行控制，以實現(xiàn)內(nèi)存與外設(shè)之間成批的數(shù)據(jù)交換。n 設(shè)備控制器可分為兩類，一類用于控制字符設(shè)備的控制器，另一類是用于控制塊設(shè)備的控制器。2023020113 按設(shè)備共享屬性分類n 獨占型設(shè)備：在任一段時間內(nèi)最多有一個進(jìn)程占用它，字符設(shè)備及磁帶機屬獨占型設(shè)備。特點：傳輸速率低，不可尋址，中斷驅(qū)動方式uGet操作和 put操作uIncontrol指令n 網(wǎng)絡(luò)接口202302019 I/O設(shè)備和設(shè)備控制器 n I/O設(shè)備由執(zhí)行 I/O操作的機械部分和執(zhí)行控制 I/O的電子部件（設(shè)備控制器）組成。在多道程序設(shè)計環(huán)境下，計算機系統(tǒng)允許多個用戶作業(yè)同時在內(nèi)存，它們的運行勢必涉及到 I/O設(shè)備。其合理的層次組織排列順序是 (2023) I/O軟件、設(shè)備無關(guān)軟件、設(shè)備驅(qū)動程序、中斷處理程序B、用戶級 I/O軟件、設(shè)備無關(guān)軟件、中斷處理程序、設(shè)備驅(qū)動程序C、用戶級 I/O軟件、設(shè)備驅(qū)動程序、設(shè)備無關(guān)軟件、中斷處理程序D、用戶級 I/O軟件、中斷處理程序、設(shè)備無關(guān)軟件、設(shè)備驅(qū)動程序用戶程序發(fā)出磁盤 I/O請求后，系統(tǒng)的處理流程是：用戶程序 系統(tǒng)調(diào)用處理程序 設(shè)備驅(qū)動程序 中斷處理程序。特征：速率高（幾兆）、可尋址（可隨機訪問任一塊）、 DMA方式驅(qū)動。2023020116n 設(shè)備控制器主要負(fù)責(zé)控制一個或多個 I/O設(shè)備，以實現(xiàn) I/O設(shè)備和計算機之間的數(shù)據(jù)交換。通道在整個 I/O任務(wù)結(jié)束后，才發(fā)出中斷信號，請求 CPU進(jìn)行善后處理。2023020126I/O通道n I/O通道的分類 u字節(jié)多路通道u數(shù)據(jù)選擇通道u數(shù)組多路通道2023020127通道的種類n 字節(jié)多路通道：u字節(jié)多路通道是以字節(jié)為基本傳輸單位，通常含有許多非分配型子通道，其數(shù)量從幾十到數(shù)百個，每一個子通道連接一臺 I/O設(shè)備，并控制該設(shè)備的 I/O操作。這種通道雖然可以連接多臺高速設(shè)備，但由于它只含有一個分配型子通道，在一段時間內(nèi)只能執(zhí)行一道通道程序， 如磁盤選擇通道2023020130 n 數(shù)組多路通道： 這種通道是上述兩種通道的折中，可以分時的方式執(zhí)行多道程序，每道程序可傳送一組數(shù)據(jù)。B、字節(jié)多路通道C、數(shù)據(jù)多路通道n 按 _____分類可將設(shè)備分為塊設(shè)備和字符設(shè)備。 (u② 保護被中斷進(jìn)程的 CPU環(huán)境。u二是檢查用戶 I/O請求的合法性，了解 I/O設(shè)備的狀態(tài)，傳遞有關(guān)參數(shù)，設(shè)置設(shè)備的工作方式。2023020145設(shè)備驅(qū)動程序的功能和特點n 設(shè)備處理的方式 u一是為每一類設(shè)備設(shè)置一個進(jìn)程，它專門執(zhí)行這類設(shè)備的 I/O操作。它有兩個寄存器： 數(shù)據(jù)緩沖寄存器 、 控制 /狀態(tài)寄存器 。在該方式中， CPU之所以要不斷地測試 I/O設(shè)備的狀態(tài)，就是因為在 CPU中無中斷機構(gòu)， 20230201532023020154 在 I/O設(shè)備輸入每個數(shù)據(jù)的過程中，由于無須 CPU干預(yù)，因而可使 CPU與 I/O設(shè)備并行工作。缺點：每臺設(shè)備每輸入輸出一個字節(jié)的數(shù)據(jù)都有一次中斷。僅在傳送一個或多個數(shù)據(jù)塊的開始和結(jié)束時，才需 CPU干預(yù)，整塊數(shù)據(jù)的傳送是在控制器的控制下完成的。u ④ DMA控制器在傳送字節(jié)數(shù)完成時，通過中斷請求線發(fā)出中斷信號， CPU收到中斷信號后轉(zhuǎn)中斷處理程序，喚醒等待輸入完成的進(jìn)程，并返回被中斷的程序。例如，當(dāng) CPU要完成一組相關(guān)的讀 (或?qū)?)操作及有關(guān)控制時，只需向 I/O通道發(fā)送一條 I/O指令，以給出其所要執(zhí)行的通道程序的首址和要訪問的 I/O