【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 業(yè)標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)）n ISA基于 PC／ AT總線，是由 IEEE（ 美國(guó)電氣電子工程師協(xié)會(huì)） 1987年正式確立的標(biāo)準(zhǔn)。n ISA槽是一個(gè)黑色的 62＋ 36線插槽。n ISA工作頻率定在 ， 數(shù)據(jù)傳輸率為／ s。n 隨著系統(tǒng)工作頻率的迅速提高，其配用的擴(kuò)展卡也逐漸被淘汰，現(xiàn)在最新的主板已開始取消 ISA槽。2023/1/2874PCI （外圍部件互連）n 1993年 Intel發(fā)表 ， PCI開始走進(jìn)主板。n PCI有 32位和 64位兩種， 32位 PCI槽 124線，64位槽 188線，目前常用的是 32位插槽。n PCI槽的時(shí)鐘頻率為 ， 32位 PCI的數(shù)據(jù)傳輸率為 133MB／ s， 大大高于 ISA。 所以PCI問世后迅速成了擴(kuò)展總線的主流，流行的擴(kuò)展卡也都轉(zhuǎn)移到 PCI上，如顯示卡、聲卡、網(wǎng)卡、 MODEM卡等等。2023/1/2875AGP（加速圖形端口）n 1996年 Intel公司在 PCI的基礎(chǔ)上專為顯示卡接口提出 AGP標(biāo)準(zhǔn)。n AGP使用 32位數(shù)據(jù)總線，工作頻率為n AGP 1x的數(shù)據(jù)傳輸率可達(dá) 266MB/s， AGP 2x在一個(gè)時(shí)鐘周期的上升沿和下降沿各傳輸一次資料，其數(shù)據(jù)傳輸率可達(dá)到 533MB／ s，而 AGP 4x的理論傳輸率為 ／ s。 2023/1/2876IEEE1394n IEEE1394是 1995年由 IEEE將 APPLE公司高速串行總線 “FIRE WIRE”標(biāo)準(zhǔn)化而成，目前還在發(fā)展中。n IEEE1394適用于聲音、圖像和視頻多媒體產(chǎn)品、高速打印機(jī)和掃描儀產(chǎn)品、硬盤等存儲(chǔ)設(shè)備、數(shù)碼攝影機(jī)、顯示器和影音錄放設(shè)備等。2023/1/2877IEEE1394的特點(diǎn)n 標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)傳輸率分三種： 100Mbps、200Mbps和 400Mbps, IEEE1394商業(yè)聯(lián)盟計(jì)劃將它提高到 800Mbps、 1Gbps和；n 支持同步模式傳輸 ,可實(shí)現(xiàn) “準(zhǔn)實(shí)時(shí) ”的多媒體數(shù)據(jù)傳輸；n 連接方便，易于擴(kuò)展，不必設(shè)定標(biāo)識(shí)號(hào)和連接終端負(fù)載，可采用菊花鏈或樹形方式連接，所有連接的設(shè)備是平等關(guān)系，不用個(gè)人計(jì)算機(jī)介入也可形成系統(tǒng)，支持熱插拔；2023/1/2878n 單根線纜最長(zhǎng)為 ，最大可進(jìn)行 15級(jí)級(jí)聯(lián)，連接最大距離為 72米；n 采用 6股銅芯線纜，兩股用于供電，另外四股分為兩對(duì)雙絞線，接頭小巧耐用。2023/1/2879USB（ Universal Serial Bus） 通用串行總線n 一種連接 I/O串行設(shè)備的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)n USB是以 Intel為主并有 Compaq、 MicroSoft、 IBM、 DEC、 NEC、 Northern Tele7家公司共同制定的串行接口規(guī)格。n USB接口適用于低、中速的外圍設(shè)備如鍵盤、鼠標(biāo)、打印機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、調(diào)制解調(diào)器、掃描儀等。2 USB技術(shù)2023/1/2880USB設(shè)備的分類USB設(shè)備分為兩類 ： （ 1） USB集線器：本身可再接其他 USB外圍設(shè)備 （ 2） USB設(shè)備：連接在計(jì)算機(jī)上用來完成特定功能并符合 USB規(guī)范的 I/O設(shè)備單元，如鼠標(biāo)、鍵盤等2023/1/2881USB的傳輸方式4種不同的數(shù)據(jù)傳輸方式：（ 1）等時(shí)傳輸方式 以固定的傳輸速率，連續(xù)不斷傳輸數(shù)據(jù)，發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)， USB不處理，而是繼續(xù)傳送新的數(shù)據(jù)。用于需要連續(xù)傳輸，且對(duì)數(shù)據(jù)的正確性要求不高而對(duì)時(shí)間極為敏感的外部設(shè)備，如麥克風(fēng)、音箱以及電話等（ 2）中斷傳輸方式 該方式傳送的數(shù)據(jù)量很小，但這些數(shù)據(jù)需要及時(shí)處理，以達(dá)到實(shí)時(shí)效果，此方式主要用在鍵盤、鼠標(biāo)以及游戲手柄等外部設(shè)備上2023/1/2882（ 3）控制傳輸方式 處理器與 USB設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸，包括設(shè)備控制指令、設(shè)備狀態(tài)查詢及確認(rèn)命令。當(dāng) USB設(shè)備收到這些數(shù)據(jù)和命令后將按照先進(jìn)先出的原則按隊(duì)列方式處理到達(dá)的數(shù)據(jù)（ 4）批傳輸方式 用來傳輸要求正確無誤的數(shù)據(jù)。通常打印機(jī)、掃描儀和數(shù)碼相機(jī)以這種方式與主機(jī)連接n 除等時(shí)傳輸方式外，其他 3種方式在數(shù)據(jù)傳輸發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)，都會(huì)試圖重新發(fā)送數(shù)據(jù)以保證其準(zhǔn)確性2023/1/2883USB 的特點(diǎn)n 數(shù)據(jù)傳輸具有 12Mbps兩種方式；n 連接方便，易于擴(kuò)展，可使用集線器進(jìn)行樹形連接，連接的設(shè)備最多可達(dá) 6層 127個(gè)，支持熱插拔；n 連接的設(shè)備之間不是平等關(guān)系而是親子關(guān)系，上下游的關(guān)系明確，對(duì)上和對(duì)下的電纜插頭不一樣，而且必須用個(gè)人計(jì)算機(jī)作為主設(shè)備，各個(gè)分設(shè)備只能同主設(shè)備進(jìn)行通信并受主設(shè)備的控制；2023/1/2884n 單根線纜最長(zhǎng)為 5米；n 采用 4股銅芯線纜，兩股用于供電，直接由主板提供＋ 5V電源，另外二股為信號(hào)線。n USB 480 Mbps2023/1/28853 SCSI接口技術(shù)n 小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口（ Small Computer System Interface）最早研制于 1979年，原是為小型機(jī)的研制出的一種接口技術(shù)，但隨著電腦技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在它被完全移植到了普通微機(jī)上。2023/1/2886n 在 計(jì) 算機(jī)外部 設(shè)備 ，尤其是存 儲(chǔ)設(shè)備 的接口方面 SCSI接口和 IDE接口一直是 飛 速 發(fā) 展的兩大 陣營(yíng) 。n IDE接口價(jià)格低廉，兼容性好，主板的 BIOS能 夠 支持，使用方便， 長(zhǎng) 期以來的不斷改 進(jìn)，使其性能也有了 長(zhǎng) 足的 進(jìn) 步， 傳輸 速率 現(xiàn)已達(dá)到 66MB/S。n SCSI接口從技 術(shù) 和性能上 說 ，其始 終擁 有著頂級(jí)設(shè)備 的特征。 2023/1/2887n IDE接口在 PC機(jī)上 擁 有 絕 大多數(shù)的市 場(chǎng) 份 額n SCSI接口卻以其 優(yōu) 異的性能成 為 高端 電腦 市場(chǎng) 的 絕 佳 選擇 。二者的區(qū) 別 主要在于：n IDE的工作方式需要 CPU的全程參與n SCSI接口 則 完全通 過 獨(dú)立的高速的 SCSI卡來控制數(shù)據(jù)的 讀 寫操作2023/1/2888優(yōu)缺點(diǎn)SCSI接口優(yōu)點(diǎn)： 1. 適應(yīng)面廣，在一塊 SCSI控制卡上就可以同時(shí)掛接 15個(gè)設(shè)備2. 高性能（具有很多任務(wù)、寬帶寬及少 CPU占用率等特點(diǎn)）3. 具有外置和內(nèi)置兩種 SCSI接口缺點(diǎn)： 價(jià)格昂貴、安裝復(fù)雜 2023/1/2889Plug and Play 計(jì)算機(jī)系統(tǒng) I/O設(shè)備與部件配置的應(yīng)用技術(shù) 顧名思義： 插入就可用，不需要進(jìn)行任何設(shè)置操作4 即插即用技術(shù)2023/1/2890 由于一個(gè)系統(tǒng)可以配置多種外部設(shè)備，設(shè)備也經(jīng)常變動(dòng)和更換，它們都要占有一定的系統(tǒng)資源，彼此間在硬件和軟件上可能會(huì)產(chǎn)生沖突。因此在系統(tǒng)中要正確地對(duì)它們進(jìn)行配置和資源匹配；當(dāng)設(shè)備撤除、添置和進(jìn)行系統(tǒng)升級(jí)時(shí)，配置過程往往是一個(gè)困難的過程PnP技術(shù)的產(chǎn)生2023/1/2891（ 1）支持 I/O設(shè)備及部件的自動(dòng)配置，使用戶能夠簡(jiǎn)單方便地使用系統(tǒng)擴(kuò)充設(shè)備（ 2）減少由制造商裝入的種種用戶支持和限制，簡(jiǎn)化部件的硬件跳接設(shè)置，使 I/O附加卡和部件不再具有人工跳接線設(shè)置電路PnP技術(shù)的特點(diǎn)2023/1/2892 （ 3）在主機(jī)板和附加卡上保存系統(tǒng)資源的配置參數(shù)和分配狀態(tài)，有利于系統(tǒng)對(duì)整個(gè) I/O資源的分配和控制 （ 4）支持和兼容各種操作系統(tǒng)平臺(tái)，具有很強(qiáng)的擴(kuò)展性和可移植性。 （ 5）在一定程度上具有 “熱插入 ”、 “熱拼接 ”技術(shù)2023/1/28935 網(wǎng)絡(luò) I/O設(shè)備典型網(wǎng)絡(luò) I/O設(shè)備 —— 網(wǎng)絡(luò)打印n 以往的打印模式 打印機(jī)連接到網(wǎng)上 PC上，或連到文件服務(wù)器上，提供網(wǎng)絡(luò)打印服務(wù)n 新的網(wǎng)絡(luò)打印 采用網(wǎng)絡(luò)打印服務(wù)器技術(shù)，打印機(jī)直接上網(wǎng) 任何數(shù)據(jù)直接送到網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)輸出 2023/1/2894n 打印服務(wù)器還能實(shí)現(xiàn)多種網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)切換：不同網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的用戶都可以直接向同一臺(tái)打印機(jī)發(fā)送打印作業(yè)，打印服務(wù)器會(huì)自動(dòng)識(shí)別n 較強(qiáng)的打印管理功能：可以管理網(wǎng)絡(luò)打印驅(qū)動(dòng)，而且容易安裝和管理；可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程登錄訪問，進(jìn)行遠(yuǎn)程打印機(jī)管理n 提高工作效率n 分布式的環(huán)境設(shè)置：可以安裝在網(wǎng)絡(luò)的任何地方，這種打印服務(wù)方式，就顯得更加靈活和滿足需要2023/1/2895n 設(shè)備分配的任務(wù)是按照一定的算法將設(shè)備及有關(guān)資源分配給申請(qǐng)者進(jìn)程。n 除分配設(shè)備外，有些設(shè)備還要分配緩沖區(qū)、控制器和通道。n 為了提高系統(tǒng)的適應(yīng)性和均衡性，應(yīng)考慮設(shè)備的獨(dú)立性，即不能因物理設(shè)備的更換而影響用戶程序的正常進(jìn)行。n 最后還必須考慮系統(tǒng)的安全性，設(shè)備分配不能導(dǎo)致死鎖現(xiàn)象的發(fā)生。4. 4. 設(shè)備分配2023/1/2896n 在系統(tǒng)中，要求設(shè)備的進(jìn)程總是多于設(shè)備，這樣，造成多個(gè)進(jìn)程競(jìng)爭(zhēng)同一個(gè)設(shè)備的情況，也就是有多個(gè)進(jìn)程等待設(shè)備，于是就有了設(shè)備的分配和調(diào)度問題，或者說設(shè)備的分配策略問題。 4． 4． 1 設(shè)備分配策略2023/1/2897n 按照資源分配的觀點(diǎn)，可把設(shè)備分成獨(dú)占設(shè)備、共享設(shè)備和虛擬設(shè)備三類。n 獨(dú)占設(shè)備是指這類設(shè)備被分配給作業(yè)后，為作業(yè)所獨(dú)占使用，不能為幾個(gè)作業(yè)同時(shí)使用。大多數(shù)低速設(shè)備如：打印機(jī)、繪圖儀等均屬此類設(shè)備。n 共享設(shè)備是指允許多個(gè)用戶同時(shí)共同使用的設(shè)備。例如磁盤、磁鼓等設(shè)備，可由多個(gè)進(jìn)程同時(shí)進(jìn)行訪問。 n 虛擬設(shè)備是指通過 Spooling技術(shù)把獨(dú)占設(shè)備變?yōu)榭捎啥鄠€(gè)用戶共享的設(shè)備，以提高獨(dú)占設(shè)備的利用率， Spooling技術(shù)把一臺(tái)共享設(shè)備模擬成獨(dú)占設(shè)備，從而使獨(dú)占設(shè)備能為多個(gè)用戶共享。n 設(shè)備類型不同，設(shè)備的分配策略也不同。2023/1/2898n 獨(dú)占設(shè)備的分配策略在一般情況下，按照 先來先服務(wù) 的原則進(jìn)行。n 在具有優(yōu)先級(jí)作業(yè)調(diào)度的系統(tǒng)中，需考慮優(yōu)先級(jí)的因素。n 但不管是什么算法分配設(shè)備，都應(yīng)考慮死鎖問題，因?yàn)樵O(shè)備分配往往是產(chǎn)生死鎖的主要原因。尤其是獨(dú)占設(shè)備，它本身的性質(zhì)已是構(gòu)成死鎖的必要條件之一，所以在考慮獨(dú)占設(shè)備的分配算法時(shí)，應(yīng)結(jié)合有關(guān)的防止死鎖和避免死鎖的算法。 1．獨(dú)占設(shè)備的分配策略2023/1/2899n 隨著用戶處理的信息量的越來越大，一般將各種數(shù)據(jù)以文件的形式存放在磁盤或磁鼓等共享設(shè)備上，以便進(jìn)行訪問。特別在多道程序系統(tǒng)中，用戶對(duì)磁盤和磁鼓等設(shè)備的訪問是十分頻繁的，因此對(duì)磁盤或磁鼓等設(shè)備的使用是否適當(dāng)，直接影響著系統(tǒng)的效率。2．共享設(shè)備的分配和磁盤調(diào)度策略2023/1/28100n 由于磁盤、磁鼓等共享設(shè)備，可讓多個(gè)作業(yè)同時(shí)使用，所以一般不必進(jìn)行分配。n （ 1）磁盤的結(jié)構(gòu)u 磁盤機(jī)是一種高速、大容量、旋轉(zhuǎn)型的存儲(chǔ)設(shè)備，它能把信息記錄在盤片上，也能把盤片上的信息讀出。每個(gè)盤片有正反兩面，若干張盤片可以組成一個(gè)盤組。一個(gè)盤組中的盤片都被固定在一個(gè)軸上，沿著一個(gè)方向高速旋轉(zhuǎn)。2023/1/28101 ●每個(gè)盤面有一個(gè)讀寫磁頭，所有的讀寫磁頭被固定在惟一的移動(dòng)臂上同時(shí)移動(dòng)，把所有的讀寫磁頭按從上到下的次序從 0開始進(jìn)行編號(hào)，稱為 “磁頭號(hào) ”?！衩總€(gè)盤面上有許多磁道，從 0開始按由外向里的次序順序編號(hào)，不同盤面上具有相同編號(hào)的磁道在同一個(gè)柱面上，把盤面上的磁道號(hào)稱為 “柱面號(hào) ”?！褚苿?dòng)臂可以帶動(dòng)讀寫磁頭訪問所有的磁道，當(dāng)移動(dòng)臂移動(dòng)到某一位置時(shí)，所有的讀寫磁頭都在同一柱面上，每次只有其中的一個(gè)磁頭可以進(jìn)行讀或?qū)懙牟僮鳌?023/1/28102 ● 在磁盤初始化時(shí)把每個(gè)盤面劃分成相等數(shù)量的扇區(qū)，按磁盤旋轉(zhuǎn)的反向從 0開始給各扇區(qū)編號(hào)，稱為扇區(qū)號(hào)?！衩總€(gè)扇區(qū)的各磁道上均可存放相等數(shù)量的字符，我們稱它為 “塊 ”，塊是信息讀寫的最小單位?！褚_定一個(gè)塊所在的位置必須給出三個(gè)參數(shù)：柱面號(hào)、磁頭號(hào)、扇區(qū)號(hào)。磁盤的結(jié)構(gòu)如圖所示。2023/1/28103 2023/1/28104 ● 啟動(dòng)磁盤執(zhí)行輸入輸出操作時(shí)，要把移動(dòng)臂移動(dòng)到指定的柱面，再等待指定的扇區(qū)旋轉(zhuǎn)到磁頭位置下，然后讓指定的磁頭進(jìn)行讀寫，完成信息傳送。因此，執(zhí)行一次輸入輸出所花的時(shí)間有： 尋找時(shí)間 —— 磁頭在移動(dòng)臂帶動(dòng)下移動(dòng)到指定柱面所花的時(shí)間。（ Seek） 延遲時(shí)間 (Delay)—— 指定扇區(qū)旋轉(zhuǎn)到磁頭下所需的時(shí)間。 傳送時(shí)間 —— 由磁頭進(jìn)行讀寫完成信息傳送的時(shí)間。其中傳送信息所花的時(shí)間是硬件設(shè)計(jì)就固定的，而尋找時(shí)間和延遲時(shí)間是與信息在磁盤上的位置有關(guān)。是訪問磁盤的操作時(shí)間示意。2023/1/28105 2023/1/28106● 各磁盤塊的編號(hào)按柱面順序（從 0號(hào)柱面開始），每個(gè)柱面按磁道順序，每個(gè)磁道又按扇區(qū)順序進(jìn)行排序。假定用 t表示每個(gè)柱面上的磁道數(shù)，用 s表示每個(gè)盤面上的扇區(qū)數(shù)，則第 i柱面， j磁頭， k扇區(qū)所對(duì)應(yīng)的塊號(hào) b可有如下公式確定： b = k＋ S *（ j＋ i * t） 2023/1/28107同樣地，根據(jù)塊號(hào)也可確定該塊在磁盤上的位置。在上述的假定下，每個(gè)柱面上有 s * t個(gè)磁盤塊，為了計(jì)算第 P塊在磁盤上的位置，可以令 D = s * t， 設(shè) M＝ [P／ D]， N = P mod D。 第 P塊在磁