【正文】 約定格式和過程接受或發(fā)送數(shù)據(jù)和信號? 計算機 設(shè)備? 設(shè)備 計算機 * 將計算機的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為機械部分能識別的模擬信號，或反過來 * 實現(xiàn)一些諸如設(shè)備內(nèi)部硬件緩沖存儲、數(shù)據(jù)加工的提高性能或增強功能的任務(wù)(2) I/O指令形式與 I/O地址是相互關(guān)聯(lián)的，主要有兩種形式：? 內(nèi)存映像 I/O模式? I/O專用指令要考慮的幾個問題：設(shè)備完成技術(shù)：系統(tǒng)如何知道設(shè)備的一次 I/O操作是否完成？對 CPU編程的 I/O技術(shù)： CPU必須親自完成 I/O的啟動與完成的處理，親自執(zhí)行所有數(shù)據(jù)在內(nèi)存和設(shè)備之間的實際物理傳送進一步改善：*使 CPU利用率盡可能不被 I/O降低， 使 CPU脫離 I/O的負擔* 提高 I/O本身的絕對速度* 減少或緩解速度差距* 使 CPU不等待 I/O* 使 CPU盡可能擺脫 I/O* 提高設(shè)備利用率* 在設(shè)備與主機的硬連接上，引入總線，節(jié)省連線并提供配置擴充與改變時的靈活性；引入控制器，擴大設(shè)備與主機間的相互適用范圍 總線的引入 將計算機系統(tǒng)中的各個子系統(tǒng)（ CPU、 內(nèi)存、外設(shè)等）相互連接，且連接是共享的。務(wù)的開始或結(jié)束。然后控制器產(chǎn)生一個中斷。速度的差異，會使本身的結(jié)構(gòu)設(shè)計復(fù)雜化。）或幾個的方案。如打印機，終端。 主要連接高速設(shè)備 這樣，對于連接多臺磁盤機的數(shù)組多路通道，它可以啟動它們同時執(zhí)行移臂定位操作，然后，按序交叉地傳輸一批批數(shù)據(jù)。*** 錯誤處理 出錯處理是 I/O軟件的另一個目標。目標。 設(shè)備驅(qū)動程序 與設(shè)備密切相關(guān)的代碼放在設(shè)備驅(qū)動程序中，每個設(shè)備驅(qū)動程序處理一種設(shè)備類型。設(shè)備驅(qū)動程序與設(shè)備獨立軟件之間的確切界限是依賴于具體系統(tǒng)的。這樣，較高層的軟件只與抽象設(shè)備打交道，獨立于物理扇區(qū)的尺寸而使用等長的邏輯塊。 資源是在任何時刻只能被單個進程使用的對象? 可剝奪式資源? 不可剝奪式資源 對于打印的過程（可剝奪式資源是存儲器，不可剝奪式資源是打印機） 對于任一個資源，它本身必存在一個固定的模式。 存在一個進程等待隊列 {P1 , P2 , … , Pn}, 其中 P1等待 P2占有的資源， P2等待 P3占有的資源， … ， Pn等待 P1占有的資源，形成一個進程等待環(huán)路。 鴕鳥算法鴕鳥算法 即對問題視而不見，一般處理的是那些即對問題視而不見，一般處理的是那些在實際應(yīng)用中可以忽略掉或者不需要完備在實際應(yīng)用中可以忽略掉或者不需要完備解決的問題。 或者更簡單，不去維護資源，而是去判斷或者更簡單，不去維護資源，而是去判斷進程是否連續(xù)阻塞超過了預(yù)定的時間，如果進程是否連續(xù)阻塞超過了預(yù)定的時間，如果有這樣的進程，就將它取消。 另一方案，當進程申請時，先釋放掉自己的資源再進行申請，當申請成功后再收回剛才自己的資源。安全序列： 一個進程序列 {P1， … ， Pn}是安全的，如果對于每一個進程 Pi(1≤ i≤ n）， 它以后尚需要的資源量不超過系統(tǒng)當前剩余資源量與所有進程 Pj (j i )當前占有資源量之和，系統(tǒng)處于安全狀態(tài)。 [i]≤Work。 Finish:=false。死鎖預(yù)防的方法：死鎖預(yù)防的方法： 死鎖避免定義： 在系統(tǒng)運行過程中，對進程發(fā)出的每一個系統(tǒng)能夠滿足的資源申請進行動態(tài)檢查，并根據(jù)檢查結(jié)果決定是否分配資源，若分配后系統(tǒng)可能發(fā)生死鎖，則不予分配，否則予以分配。破壞 “ 互斥使用 ” 條件 對于打印機這類設(shè)備，利用假脫機等技術(shù)來避免進程之間的資源競爭，而是利用監(jiān)控程序來統(tǒng)一調(diào)配。 死鎖的檢測和恢復(fù)死鎖的檢測和恢復(fù) 主要監(jiān)測資源的申請和釋放，并根據(jù)當前主要監(jiān)測資源的申請和釋放，并根據(jù)當前的資源使用情況來判斷此時系統(tǒng)中是否存在的資源使用情況來判斷此時系統(tǒng)中是否存在環(huán)路，如果存在，就取消掉其中的一個進程環(huán)路，如果存在，就取消掉其中的一個進程，如果不存在則繼續(xù)。**** 死鎖的解決方案1. 產(chǎn)生死鎖的例子 申請不同類型資源產(chǎn)生死鎖 P1：…申請打印機申請掃描儀使用釋放打印機釋放掃描儀…P2：…申請掃描儀申請打印機使用釋放打印機釋放掃描儀…申請同類資源產(chǎn)生死鎖 （如內(nèi)存） 設(shè)有資源 R， R有 m個分配單位，由 n個進程 P1,P2,…, Pn（ n m） 共享。 死鎖的原理一般來說，死鎖時，沒有一個進程可以觸發(fā)那個能夠喚醒本集合中另一個進程的時間，所以所有的進程都將永遠等待下去。出現(xiàn)死鎖，必然出現(xiàn)：死鎖（ Deadlock）饑餓（ Starvation）****關(guān)于死鎖的一些結(jié)論：? 參與死鎖的進程最少是兩個； （兩個以上進程才會出現(xiàn)死鎖）? 參與死鎖的進程至少有兩個已經(jīng)占有資源；? 參與死鎖的所有進程都在等待資源；? 參與死鎖的進程是當前系統(tǒng)中所有進程的子集。向較高層軟件掩蓋這一事實并提供大小統(tǒng)一的塊尺寸，這正是設(shè)備獨立軟件的一個任務(wù)。而在其它情況下，命令執(zhí)行不必延遲就很快完成（如在終端滾動屏幕，需要太多操作，根本不需要阻塞）。中斷發(fā)生時，中斷處理程序解除進程的阻塞狀態(tài)。 ***獨占與共享 由于一些設(shè)備是獨占設(shè)備 (打印機 )，有些設(shè)備是共享設(shè)備 (磁盤 )，故操作系統(tǒng)需要能夠同時處理這些設(shè)備。一個文件或一個設(shè)備的名字只應(yīng)是一個簡單的字符串或一個整數(shù)，不應(yīng)依賴于設(shè)備 . 如簡單的輸入： sort input output 此時操作系統(tǒng)能夠從各種設(shè)備上獲得輸入，也可以做同樣的輸出。選擇通道選擇通道 3)成組多路通道 它結(jié)合了選擇通道傳送速度高和字節(jié)多路通道能進行分時并行操作的優(yōu)點。當一個通道程序控制某臺設(shè)備傳送一個字節(jié)后，通道硬件就控制轉(zhuǎn)去執(zhí)行另一個通道程序，控制另一臺設(shè)備傳送信息。要么數(shù)據(jù)從磁盤到控制器，要么數(shù)據(jù)從控制器到內(nèi)存。當操作系統(tǒng)接管 CPU控制權(quán)時，再無需做塊復(fù)制的工作了。 存儲器直接存取存儲器直接存取例如：對磁盤進行訪問 不用 DMA時，磁盤如何讀：首先，控制器從磁盤驅(qū)動器串行地一位一位地讀一個塊，直到將整塊信息放入控制器的內(nèi)部緩沖區(qū)中。每個控制器還可以利用終端來通知每個控制器還可以利用終端來通知 CPU他們所承擔的任他們所承擔的任務(wù)的開始或結(jié)束。 一個 I/O過程由四步組成： * 準備 * 啟動 * 測試和等待 * 結(jié)果檢查和錯誤處理 這個過程均是通過對設(shè)備接口寄存器組的讀寫完成**** 設(shè)備連接模式 指 I/O設(shè)備與 CPU之間的