【文章內容簡介】 29 Operating System I/O通道 ?通道類型 ?數組選擇通道（ Block Selector Channel） ? 以成組方式工作，高速傳輸數據 ? 可以連接多臺高速設備 ? 僅含有一個分配型子通道，在一段時間內只能執(zhí)行一個通道程序，控制一臺 I/O設備 ? 由設備獨占使用，利用率較低 2/1/2023 30 Operating System 2) 數組選擇通道 (Block Selector Channel) 字節(jié)多路通道不適于連接高速設備 ， 這推動了按數組方式進行數據傳送的數組選擇通道的形成 。 這種通道雖然可以連接多臺高速設備 ， 但由于它只含有一個分配型子通道 ， 在一段時間內只能執(zhí)行一道通道程序 ， 控制一臺設備進行數據傳送 ， 致使當某臺設備占用了該通道后 ， 便一直由它獨占 ， 即使是它無數據傳送 ， 通道被閑置 ， 也不允許其它設備使用該通道 ， 直至該設備傳送完畢釋放該通道 。 可見 ， 這種通道的利用率很低 。 2/1/2023 31 Operating System I/O通道 ?通道類型 ?數組多路通道（ Block Multiplexor Channel） ? 將 數組選擇通道 傳輸速率高和 字節(jié)多路通道 分時并行操作的優(yōu)點相結合而形成的一種新通道 ? 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據傳輸速率，又能獲得令人滿意的通道利用率 2/1/2023 32 Operating System I/O通道 ?瓶頸問題 設備 1設備 2設備 3設備 4設備 5設備 6設備 7控制器 1控制器 2控制器 3控制器 4通道 1通道 2存儲器2/1/2023 33 Operating System I/O通道 設備1控制器 1控制器 2通道 1通道 2存儲器設備2設備3設備42/1/2023 34 Operating System I/O系統 ?I/O設備 ?設備控制器 ?I/O通道 ?總線系統 2/1/2023 35 Operating System I/O系統的組成 微型機 I/O系統 由于微型機本身比較簡單，其 I/O系統多采用總線 I/O系統結構。 CPU和內存是直接連接到總線上的。 I/O設備是通過設備控制器連接到總線上， CPU并不直接與 I/O設備進行通信，而是與設備控制器進行通信，設備控制器是處理機和設備之間的接口，控制器有磁盤控制器、打印機控制器等 。 主機 I/O系統 在 I/O系統中采用總線結構，而是增加一級 I/O通道。其中，I/O系統共分為 4級：最低級為 I/O設備，次低級為設備控制器，次高級為 I/O通道，最高級是計算機。因而也稱這樣的 I/O系統結構為四級結構 。 2/1/2023 36 Operating System 總線系統 ?在計算機系統中的各部件，如 CPU、存儲器以及各種 I/O設備之間都是通過總線來聯系 CPU 存儲器磁盤控制器打印機控制器?其它控制器磁盤驅動器打印機系統總線2/1/2023 37 Operating System 總線系統 主機 I/O系統 (大、中型 ) ?（四級結構） ? 計算機 ―――I/O通道 ―――I/O控制器 ―――設備 ? I/O通道相當于對總線的擴展，即多總線方式，且通道有一定的智能性，能與 CPU并行，解決其負擔。 ? ISA/EISA/LocalBUS/VESA/PCI 2/1/2023 38 Operating System 1. ISA和 EISA總線 1) ISA(Industry Standard Architecture) 這是為了 1984年推出的 80286型微機而設計的總線結構 。 其總線的帶寬為 8位 ， 最高傳輸速率為 2Mb/s。 之后不久又推出了 16位的 (EISA)總線 ， 其最高傳輸速率為 8Mb/s， 后又升至16Mb/s， 能連接 12臺設備 。 2) EISA(Extended ISA) 到 80年代末期 ， ISA總線已難于滿足帶寬和傳輸速率的要求 ， 于是人們又開發(fā)出擴展 ISA(EISA)總線 ， 其帶寬為 32位 ，總線的傳輸速率高達 32Mb/s， 同樣可以連接 12臺外部設備 。 2/1/2023 39 Operating System 總線系統 ?ISA和 EISA總線 ?ISA(Industry Standard Architecture)總線 ? 1984年為 80286型微機設計 ? 帶寬為 8位 ? 最高傳輸速率為 2 Mb/s ?EISA(Extended ISA)總線 ? 帶寬為 32位 ? 傳輸速率 32 Mb/s 2/1/2023 40 Operating System 總線系統 ? 局部總線 (Local Bus) ? 局部總線是指將多媒體卡、高速網卡、高性能圖形板等從 ISA總線上卸下來，再通過局部總線控制器直接接到 CPU總線上 ? VESA(Video Electronic Standard Association)總線 ?帶寬 32位 ?最高傳輸速率為 132 Mb/s ? PCI(Peripheral Component Interface)總線 ?在 CPU和外設間 插入一復雜的管理層，用于協調數據傳輸和提供一致的接口 2/1/2023 41 Operating System 設備管理功能 ?設備分配 ?按設備類型和分配算法將 I/O設備、控制器及通道分配給用戶進程 ?對不能得到資源的進程進行阻塞 ?緩沖區(qū)管理 ?在 CPU和設備之間進行速度匹配 ?設備的 I/O操作 ?生成通道程序并啟動和控制通道完成 I/O操作 ?未設置通道的系統應對相應設備 I/O進行必要的處理 2/1/2023 42 Operating System 第五章 設備管理 ?I/O系統 ?I/O控制方式 ?緩沖管理 ?設備分配 ?設備處理 ?磁盤存儲器管理 2/1/2023 43 Operating System I/O控制方式 系統中引入中斷機制后 ， 使 I/O方式從最簡單的程