操作系統(tǒng)設(shè)備管理課件-免費(fèi)閱讀
【正文】 二、減少延遲時(shí)間的方法 一般常將盤面扇區(qū)交替編號(hào)； 對(duì)磁盤組中的不同盤面錯(cuò)開命名。 ?優(yōu)點(diǎn)：這個(gè)方法極大的改善了磁盤平均服務(wù)時(shí)間。因?yàn)椤皩ふ視r(shí)間”在幾十毫秒時(shí)間量級(jí)。 三、循環(huán)緩沖 引入系統(tǒng)緩沖池，采用有限緩沖區(qū)的生產(chǎn)者 /消費(fèi)者模型對(duì)緩沖池中的緩沖區(qū)進(jìn)行循環(huán)使用。反之，在計(jì)算進(jìn)程進(jìn)行計(jì)算時(shí)，打印機(jī)又因無(wú)數(shù)據(jù)輸出而空閑無(wú)事。 例如 :同一進(jìn)程所有輸出數(shù)據(jù)在進(jìn)程運(yùn)行時(shí)被寫到同一文件當(dāng)中 ， 文件排到打印輸出隊(duì)列 ， 打印進(jìn)程申請(qǐng)占用打印機(jī)后 ，成批讀出文件中數(shù)據(jù) ， 并送打印機(jī)打印出去 。 可虛擬設(shè)備 ?可虛擬設(shè)備是指一臺(tái)物理設(shè)備采用虛擬技術(shù)后，可變成多臺(tái)邏輯上的所謂虛擬設(shè)備。與硬件直接相關(guān)，負(fù)責(zé)具體實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)對(duì)設(shè)備發(fā)出的操作命令，驅(qū)動(dòng) I/O設(shè)備工作的驅(qū)動(dòng)程序。 I/O系統(tǒng)中有許多不同種類的設(shè)備，作為程序員，只需要知道如何使用這些資源來(lái)完成所需的操作，而無(wú)需了解設(shè)備的有關(guān)具體實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。 ?釋放設(shè)備 。 如 C庫(kù)中的函數(shù) open()。 四、通道方式 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(duì)一個(gè)數(shù)據(jù)塊的讀(或?qū)?)為單位的干預(yù) ， 減少為對(duì)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) 。 CPU不必反復(fù)測(cè)試寄存器狀態(tài)，節(jié)約了時(shí)間。 ?它們之間的不同主要在與 I/O交互過程中CPU的干預(yù)程度。 ? 虛擬設(shè)備 ： 它是指通過虛擬技術(shù)將一臺(tái)獨(dú)占設(shè)備變換為若干臺(tái)邏輯設(shè)備，供若干個(gè)用戶 (進(jìn)程 )同時(shí)使用，通常把這種經(jīng)過虛擬技術(shù)處理后的設(shè)備，稱為虛擬設(shè)備。 典型的塊設(shè)備是磁盤，每個(gè)盤塊的大小為 512 B~4 KB。 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(qǐng)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(gè)字節(jié)至數(shù)百個(gè)字節(jié)的一類設(shè)備。 典型的高速設(shè)備有磁帶機(jī)、 磁盤機(jī)、 光盤機(jī)等。 字符設(shè)備在 I／ O時(shí)，常采用中斷驅(qū)動(dòng)方式。 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(gè)控制器都有一些用來(lái)與 CPU通訊的 I/O寄存器 。 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(cuò) 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(shí)間用在了等待輸入輸出的循環(huán)測(cè)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(gè)系統(tǒng)效率很低。 CPU向 DMA部件發(fā)送 I/O命令后，即可進(jìn)行其他工作。 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(dòng)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(gè)層次： ? 用戶層 I/O ? 設(shè)備無(wú)關(guān)的 I/O（設(shè)備獨(dú)立性軟件） ? 設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序 ? 中斷處理程序 用戶層 I/O 設(shè)備驅(qū)動(dòng)及中斷處理 硬件 系統(tǒng)調(diào)用接口，設(shè)備無(wú)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
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