軟件技術(shù)基礎(chǔ)-os設(shè)備管理(編輯修改稿)
2025-02-27 17:57 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 其指令稱為通道控 制字（ CCW），由 CCW編制的通道程序，獨(dú)立執(zhí) 行 I/O任務(wù)。通道的控制過程：? CPU啟動通道 通道程序的始址存放在稱為通道地址字（ CAW）的內(nèi)存單元中，由 CPU啟動通道程序后， CPU可去執(zhí)行其他任務(wù)。? 執(zhí)行 通道指令 CCW ， 向設(shè)備控制器發(fā)出 I/O操作命令。? 設(shè)備根據(jù) CCW將數(shù)據(jù)傳送到內(nèi)存指定單元。? 數(shù)據(jù)傳送結(jié)束， I/O控制器向 CPU 發(fā)出中斷請求命令。 按照信息交換方式分類：? 字節(jié)多路通道 — 用于低、中速設(shè)備 含多個非分配型的子通道，子通道按時間片輪轉(zhuǎn)共享主通道。按字節(jié)傳送 。 傳輸速度慢? 選擇通道 — 連接中、高速設(shè)備 含一個分配型的子通道，一段時間內(nèi)只能執(zhí)行、控制一臺設(shè)備工作。通道利用率低，傳輸速度快。? 數(shù)組多路通道 — 連接中、高速設(shè)備通道的類型中央處理機(jī)內(nèi)存字節(jié)多路通道 數(shù)組多路通道選擇通道卡片輸入機(jī)卡片輸入機(jī)打印機(jī)磁盤 磁帶通 道 結(jié) 構(gòu)術(shù)1．緩解 CPU與外設(shè)速度不匹配的問題。2．減少 CPU中斷響應(yīng)次數(shù)，放寬響應(yīng)時間。緩沖一定數(shù)量的數(shù)據(jù)后才向 CPU產(chǎn)生一次中斷3．提高 CPU與 I/O設(shè)備， I/O設(shè)備之間的并行操作能力。減少 CPU在設(shè)備數(shù)據(jù)傳輸期的干預(yù) 一．為什么引入緩沖技術(shù) 緩沖技術(shù)的 基本思想 ： 在內(nèi)存中開辟一個或多個專用區(qū)域（緩沖區(qū)），作為CPU 與 I/O設(shè)備間信息的集散地。速度 1速度 2（ single buffer） 在設(shè)備和主機(jī)之間設(shè)置一個緩沖區(qū)。只能緩解速度匹配的問題。不能實(shí)現(xiàn)設(shè)備之間的并行操作。二、緩沖區(qū)的組織設(shè)備以速率 V向緩沖輸入數(shù)據(jù)緩沖區(qū)滿后 CPU以速率 W讀出數(shù)據(jù)緩沖區(qū)處理完后再由設(shè)備輸入數(shù)據(jù)接收解決了速率匹配問題速度 1速度 2設(shè)備 CPU同時提高 CPU與設(shè)備間的并行度 一般是建立兩個大小相等的 緩沖區(qū)，設(shè)備交替對兩個緩沖區(qū)輸入數(shù)據(jù)，操作系統(tǒng)也交替地從兩個緩沖區(qū)移出數(shù)據(jù)送用戶進(jìn)程區(qū)。（ double buffer）雙向通信接收發(fā)送CPU設(shè)備 1設(shè)備 2CPU（ buffer pool）可以實(shí)現(xiàn)多個外設(shè)并行工作及解決 CPU的速度匹配問題?，F(xiàn)行操作系統(tǒng)大都采用此結(jié)構(gòu)。三、緩沖池的管理 緩沖池由多個緩沖區(qū)構(gòu)成。每個緩沖區(qū)又分為緩沖區(qū)首部和緩沖體。設(shè)備號緩沖區(qū)號緩沖區(qū)地址緩沖區(qū)狀態(tài)（忙 /閑）數(shù)據(jù)塊號互斥標(biāo)識位設(shè)備緩沖隊(duì)列指針緩沖區(qū)首部將緩沖區(qū)連接成三種隊(duì)列： ? 空緩沖區(qū)隊(duì)列（ emq） ? 滿輸入緩沖區(qū)隊(duì)列（ inq） ? 滿輸出緩沖區(qū)隊(duì)列（ outq）有四類工作緩沖區(qū)： sin 提取輸入的工作緩沖區(qū) hin 收容輸入數(shù)據(jù)的緩沖區(qū) sout 提取輸出的工作緩沖區(qū) hout 收容輸出數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)（ 1）收容輸入 ? 輸入進(jìn)程調(diào)用過程 getbuf（ emq），從空緩沖隊(duì)列中 申請一空緩沖區(qū) — 收容輸入數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)（ hin）。 ? 從設(shè)備輸入數(shù)據(jù)到 hin。 ? 調(diào)用過程 putbuf（ inq， hin），將滿 緩沖區(qū) hin插入 滿 輸入緩沖區(qū)隊(duì)列（ inq） 的隊(duì)尾。2. 緩沖池管理方式（ 2）提取輸入 ? 當(dāng)需要處理輸入數(shù)據(jù)時，計(jì)算進(jìn)程調(diào)用 getbuf（ inq），從滿輸入緩沖區(qū)隊(duì)列（ inq）的隊(duì)首取出一緩沖區(qū) — 提取輸入的工作緩沖區(qū)（ sin）。 ? 計(jì)算進(jìn)程從 sin提取數(shù)據(jù)處理。 ? 調(diào)用過程 putbuf（ emq， sin），釋放工作 緩沖區(qū) sin，并插入 空緩沖隊(duì)列尾。緩沖池管理過程（以輸入為例）緩沖輸出過程（收容輸出、 提取輸出）與輸入類似。
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