【正文】 { ////////////////////////////////// CH8_SRC = (unsigned int )src。每個通道都有一個事件與之關(guān)聯(lián)，由這些事件來觸發(fā)相應(yīng)通道的傳輸。 通道 是通過執(zhí)行 通道程序 ，并與 設(shè)備控制 器共同實現(xiàn)對 I/O設(shè)備控制的。 標(biāo)明字符送入內(nèi)存和從內(nèi)存取出時的內(nèi)存首址。 第五章 設(shè) 備 管 理 ?DMA控制器的組成（了解） 圖 68 DMA控制器的組成 DRM A RDCCRI / O控制邏輯…主機—控制器接口 控制器與塊設(shè)備接口c o u n t內(nèi)存C P U命令系統(tǒng)總線 D M A 控制器DMA控制器也有三部分組成： (1)主機與 DMA控制器的接口； (2)DMA控制器與塊設(shè)備 的接口； (3)I/O控制邏輯； 第五章 設(shè) 備 管 理 3. DMA工作過程 圖 69 DMA方式的工作流程 設(shè)置 AR 和 DC 初值啟動 D M A 傳送命令挪用存儲器周期傳送數(shù)據(jù)字存儲器地址增 1字計數(shù)寄存器減 1DC ＝ 0?請求中斷在繼續(xù)執(zhí)行用戶程序的同時, 準(zhǔn)備又一次傳送否是第五章 設(shè) 備 管 理 3. 直接存儲訪問方式 (DMA, Direct Memory Access) 由程序 設(shè)置 DMA控制器中的若干 寄存器值 （如內(nèi)存始址，傳送字節(jié)數(shù)），然后 發(fā)起 I/O操作，而后者 完成 內(nèi)存與外設(shè)的成批數(shù)據(jù)交換，在操作完成時由 DMA控制器向 CPU發(fā)出 中斷 。數(shù)據(jù)的每次讀寫通過 CPU。 數(shù)組 多路通道 是將數(shù)組選擇通道傳輸速率高和字節(jié)多路通道能使各子通道 (設(shè)備 )分時并行操作的優(yōu)點相結(jié)合而形成的一種新通道 。 I/O接口與設(shè)備之間是串行傳輸數(shù)據(jù)。 如交互式終端、打印機等。典型設(shè)備有 :行式打印機、激光打印機等。第五章 設(shè) 備 管 理 第六章 設(shè)備管理 I/O系統(tǒng) I/O控制方式 緩沖管理 設(shè)備分配 設(shè)備處理 磁盤存儲器管理 第五章 設(shè) 備 管 理 設(shè)備管理 的對象 ：主要是 I/O設(shè)備，還可能是 I/O通道。 ? 高速設(shè)備 ， 這是指其傳輸速率在數(shù)百千個字節(jié)至數(shù)十兆字節(jié)的一類設(shè)備。傳輸速率低。 第五章 設(shè) 備 管 理 2. 設(shè)備控制器的組成 圖 62 設(shè)備控制器的組成 數(shù)據(jù)寄存器控制/ 狀態(tài)寄存器數(shù)據(jù)線I / O 邏輯?控制器與設(shè)備接口1控制器與設(shè)備接口 i數(shù)據(jù)狀態(tài)控制數(shù)據(jù)狀態(tài)控制?地址線控制線C P U 與控制器接口 控 制 器 與設(shè) 備 接 口第五章 設(shè) 備 管 理 I/O通道 *** 1. I/O通道 (I/O Channel)設(shè)備 的引入 實際上 ， I/O通道 是一種 特殊的處理機 。 它 含有多個非分配型子通道 ， 因而這種通道既具有很高的數(shù)據(jù)傳輸速率 ， 又能獲得令人滿意的通道利用率 。 缺點 ：在外設(shè)進行數(shù)據(jù)處理時， CPU只能等待。 優(yōu)點 ： CPU只需干預(yù) I/O操作的開始和結(jié)束，而其中的一批數(shù)據(jù)讀寫無需 CPU控制，適于高速設(shè)備。 (3) 計數(shù)。 通道程序 是由一系列的通道指令 (或稱為通道命令 )所構(gòu)成。 映射的地址 縮寫 寄存器名字 01A0FFBC ESRH 事件置位高位寄存器 01A0FFDC ESRL 事件置位低位寄存器 EDMA控制寄存器 該事件能觸發(fā) EDMA通道開始傳輸 第五章 設(shè) 備 管 理 2）、通道地址 給出通道各參數(shù)的地址 通道地址 通道參數(shù) 01A00000h 01A00017h 通道 0參數(shù)地址 (6word) 01A00018h 01A0002Fh 通道 1參數(shù)地址 (6word) 01A00030h 01A00047h 通道 2參數(shù)地址 (6word) 01A00060h 01A00077h 通道 3參數(shù)地址 (6word) 01A00078h 01A0008Fh 通道 4參數(shù)地址 (6word) 。//in。//0da01100。 (見下圖 ) (3) 提高 CPU和 I/O設(shè)備之間的 并行 性 。 (2) 輸入隊列 inq。 Signal(MS(type))。 第五章 設(shè) 備 管 理 設(shè)備分配數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) ? 設(shè)備控制表 (DCT, Device Control Table)：每個設(shè)備一張， 描述設(shè)備特性和狀態(tài) 。 第五章 設(shè) 備 管 理 ? 動態(tài)分配策略 ：針對特定的設(shè)備采用特定的分配策略。由于在 I/O操作中的絕大多數(shù)錯誤都與設(shè)備無關(guān) ， 故主要由設(shè)備驅(qū)動程序處理 ， 而設(shè)備獨立性軟件只處理那些設(shè)備驅(qū)動程序無法處理的錯誤 。 Appl i ca t i on AAppl i ca t i on BS POO L i ngP r o gr amDev i ceV i r t ual I / O Act ual I / O第五章 設(shè) 備 管 理 ? 假脫機的原理： – SPOOLing程序和外設(shè)進行數(shù)據(jù)交換，可以稱為“ 實際 I/O”。 輸入緩沖區(qū)和輸出緩沖區(qū) 在 內(nèi)存中 要開辟 兩個緩沖區(qū) ：輸入緩沖區(qū)和輸出緩沖區(qū)； 輸入緩沖區(qū)用于暫存由輸入設(shè)備送來的數(shù)據(jù)，以后再傳送到輸入井； 輸出緩沖區(qū)用于暫存從輸出井送來的數(shù)據(jù)，以后再傳送給輸出設(shè)備。 (2) 將獨占設(shè)備改造為共享設(shè)備 。 第五章 設(shè) 備 管 理 習(xí)題 Spooling技術(shù)提高了（ ） 利用率。 返回 驅(qū)動程序是 I/O處理功能的低級系統(tǒng)例程。 第五章 設(shè) 備 管 理 磁盤 I/O調(diào)度策略 ? 先進先出 算法 ? 最短尋道時間優(yōu)先 算法 ? 后進先出算法 ? 掃描 (SCAN)算法 ? 循環(huán)掃描 (CSCAN)算法 ? N步掃描 (NstepSCAN)算法 ? 雙隊列掃描 (FSCAN)算法 返回 來自不同進程的磁盤 I/O請求構(gòu)成 一個隨機分布的請求隊列 。 第五章 設(shè) 備 管 理 磁盤高速緩存 (Disk Cache)*** 1. 磁盤高速緩存的形式 是 指利用 內(nèi)存 中的存儲空間 ， 來暫存從磁盤中讀出的一系列盤塊中的信息 。 (2) 指針交付 。 該調(diào)用的主要功能是強制性地將所有在高速緩存中已修改的盤塊數(shù)據(jù)寫回磁盤 。 ? 操作系統(tǒng)通過開辟一塊緩沖區(qū)來高速緩存最近被使用過的磁盤塊的數(shù)據(jù)。 CPU輸出數(shù)據(jù)的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于打印機的速度，為解決這一矛盾，可以采用（ ）。 這樣 ， 因系統(tǒng)故障所造成的工作損失不會超過 30 s的勞動量 。 后一種方式由于所傳送的數(shù)據(jù)量少 ， 因而節(jié)省了數(shù)據(jù)從磁盤高速緩存存儲空間到進程的內(nèi)存工作區(qū)的時間 。 高速緩存在內(nèi)存中可分成兩種形式 。 第五章 設(shè) 備 管 理 1. 先來先服務(wù) FCFS(FirstCome, First Served) 圖 623 FCFS調(diào)度算法 下列請求序列等待訪問磁盤 : 5 5 3 1 90、 160、 150、 3 184 第五章 設(shè) 備 管 理 2. 最短尋道時間優(yōu)先 SSTF(Shortest Seek Time First) 圖 624 SSTF調(diào)度算法 下列請求序列等待訪問磁盤 : 5 5 3 1 90、 160、 150、 3 184 第五章 設(shè) 備 管 理 3. 掃描 (SCAN)算法 1) 進程“饑餓”現(xiàn)象 SSTF算法 雖然能獲得較好的尋道性能 ， 但卻可能導(dǎo)致某個進程發(fā)生 “ 饑餓 ” (Starvation)現(xiàn)象 。 第五章 設(shè) 備 管 理 磁盤 I/O訪問時間的組成 ? 柱面定位時間 ：磁頭移動到指定柱面的機械運動時間； ? 旋轉(zhuǎn)延遲時間 ：磁盤旋轉(zhuǎn)到指定扇區(qū)的機械運動時間；它與磁盤轉(zhuǎn)速相關(guān)，如：軟盤轉(zhuǎn)速可為600rpm(每分鐘轉(zhuǎn)速 )，硬盤可為 7200rpm。文件 d、主存儲器 在操作系統(tǒng)中，（ ）指的是一種硬件機制。 第五章 設(shè) 備 管 理 ? 舉例：打印機設(shè)備和可由打印機管理器管理的打印作業(yè)隊列。 SPo進程模擬脫機 輸出時 的 外圍控制機 ，把用戶要求輸出的數(shù)據(jù)，先從內(nèi)存送到輸出井，待輸出設(shè)備空閑時，再將輸出井中的數(shù)據(jù)，經(jīng)過輸出緩沖區(qū)送到輸出設(shè)備上。 – 在 SPOOLing程序中， 需要管理兩級緩沖區(qū) ： 內(nèi)存緩沖區(qū)和快速 外存上的緩沖池 ，后者可以暫存多批 I/O操作的較多數(shù)據(jù)。 例如， 對各種設(shè)備的讀操作，在應(yīng)用程序中都使用 read。 其基本含義是 ： 應(yīng)用程序 獨立于具體使用的物理設(shè)備 。 DCT的內(nèi)容主要包括： – 設(shè)備標(biāo)識：用來區(qū)別不同的設(shè)備； – 設(shè)備類型：反映設(shè)備的特性；如：塊設(shè)備或字符設(shè)備； – 設(shè)備配置： I/O地址等； – 設(shè)備狀態(tài)：工作或空閑狀態(tài)； – 等待隊列：等待使用該設(shè)備的進程隊列 ； 返回 第五章 設(shè) 備 管 理 設(shè)備分配中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 1. 設(shè)備控制表 DCT 設(shè)備類型 t y p e設(shè)備標(biāo)識符： d e v i c e i d設(shè)備狀態(tài)：等待/ 不等待 忙/ 閑指向控制器表的指針重復(fù)執(zhí)行次數(shù)或時間設(shè)備隊列的隊首指針D C T 1D C T 2D C T n設(shè)備控制表集合圖 616 設(shè)備控制表 第五章 設(shè) 備 管 理 ? 系統(tǒng)設(shè)備表 (SDT, System Device Table)：系統(tǒng)內(nèi)一張，反映 系統(tǒng)中設(shè)備資源的狀態(tài) ，記錄所有設(shè)備的狀態(tài)及其設(shè)備控制表的入口。 end 申請緩沖區(qū)資源 釋放緩沖區(qū)資源，加 1操作 保證只有一個進程訪問緩沖區(qū)隊列 保證只有一個進程訪問緩沖區(qū)隊列 第五章 設(shè) 備 管 理 3. 緩沖區(qū)的工作方式 (了解 ) 圖 615 緩沖區(qū)的工作方式 h i ns o u ts i nhout收容輸入提取輸出用戶程序提取輸入收容輸出緩沖池第五章 設(shè) 備 管 理 ? 緩沖技術(shù)是借用外