設(shè)備管理培訓(xùn)課程(ppt96頁(yè))(編輯修改稿)
2025-03-11 00:11 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 先級(jí)。如在 UNIX系統(tǒng)中，分為 8級(jí) 各中斷源的優(yōu)先級(jí)在設(shè)計(jì)時(shí)給定，系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)是固定的。 第九章 設(shè)備管理 為了禁止中斷或屏蔽中斷， CPU的處理機(jī)狀態(tài)字 PSW中也設(shè)置有相應(yīng)的優(yōu)先級(jí)。如果中斷源的優(yōu)先級(jí)高于 PSW的優(yōu)先級(jí)，則 CPU響應(yīng)該中斷源的中斷請(qǐng)求，反之， CPU屏蔽該中斷源的中斷請(qǐng)求。 CPU的優(yōu)先級(jí)則是動(dòng)態(tài)設(shè)定。 中斷的分類(lèi)與優(yōu)先級(jí)第九章 設(shè)備管理中斷和陷阱的區(qū) 別 ：l 陷阱通常由 處 理機(jī)正在 執(zhí) 行的 現(xiàn) 行指令引起，而中斷 則 是由與 現(xiàn) 行指令無(wú)關(guān)的中斷源引起的l 陷阱 處 理程序提供的服 務(wù)為 當(dāng)前 進(jìn) 程所用，而中斷不是l CPU在 執(zhí) 行完一條指令之后，下一條指令開(kāi)始之前響 應(yīng) 中斷，而在一條指令執(zhí) 行中也可以響 應(yīng) 陷阱 中斷的分類(lèi)與優(yōu)先級(jí)第九章 設(shè)備管理 軟中斷 是通信 進(jìn) 程之 間 用來(lái)模擬 硬中斷的一種信號(hào)通信方式 主要源于 UNIX 軟中斷 上節(jié)的中斷和陷阱都是通過(guò)硬件產(chǎn)生相應(yīng)的中斷請(qǐng)求，看作是硬中斷第九章 設(shè)備管理(1) CPU檢查 響 應(yīng) 中斷的條件是否 滿(mǎn) 足。 (2) 如果 CPU響 應(yīng) 中斷， 則 CPU關(guān)中斷，使其 進(jìn)入不可再次響 應(yīng) 中斷的狀 態(tài) 。(3) 保存被中斷 進(jìn) 程 現(xiàn)場(chǎng) 。(4) 分析中斷原因， 調(diào) 用中斷 處 理子程序。(5) 執(zhí) 行中斷 處 理子程序。(6) 退出中斷，恢復(fù)被中斷 進(jìn) 程的 現(xiàn)場(chǎng) 或 調(diào) 度新進(jìn) 程占據(jù) 處 理機(jī)。(7) 開(kāi)中斷， CPU繼續(xù)執(zhí) 行。 中斷處理過(guò)程中斷處理過(guò)程如下：第九章 設(shè)備管理 中斷處理過(guò)程第九章 設(shè)備管理 緩 沖技 術(shù) 的目的是 為 了提高中央 處理機(jī)與外 設(shè) 的并行程度 速度差異 － 計(jì) 算機(jī)系 統(tǒng) 中的各種 設(shè)備 (包括中央 處 理機(jī) )的運(yùn)行速度差異甚大， CPU的運(yùn)行速度是以微秒甚至以 納秒 計(jì) ，而 設(shè)備 的運(yùn)行速度 則 是以毫秒甚至以秒 計(jì)9. 4 緩沖技術(shù)第九章 設(shè)備管理 系統(tǒng)的負(fù)荷也不均勻 有 時(shí)處 理機(jī) 進(jìn) 行大量的 計(jì) 算工作，沒(méi)有 I/O操作，有 時(shí) 又會(huì) 進(jìn) 行大量的 I/O操作，這 兩個(gè)極端都會(huì)造成系 統(tǒng) 中的一些 設(shè)備過(guò) 于繁忙，一部分 設(shè)備過(guò) 于空 閑， 嚴(yán) 重地影響 CPU與外 設(shè) 的并行工作。9. 緩沖的引入第九章 設(shè)備管理 設(shè) 置 緩 沖區(qū) (器 )， 用 緩 沖技 術(shù)來(lái)匹配 CPU與 設(shè)備 的速度的差異和 負(fù)荷的不均勻 ，從而提高 處 理機(jī)與外設(shè) 的并行程度 . 凡是數(shù)據(jù)到達(dá)和離去速度不匹配的地方均可采用 緩 沖技 術(shù)9. 緩沖的引入第九章 設(shè)備管理 緩 沖技 術(shù) 可以用 硬件 緩 沖器 來(lái)實(shí)現(xiàn) ，在 設(shè)備 控制器中有硬件 緩 沖器，通常容量 較 小 軟 件 緩 沖技 術(shù) 是 應(yīng) 用廣泛的一種 緩 沖技 術(shù) ，在內(nèi)存中劃出一個(gè)具有 n個(gè) 單 元的 專(zhuān) 用 緩 沖區(qū)9. 4. 2 緩沖的種類(lèi)緩沖技術(shù)的實(shí)現(xiàn)：第九章 設(shè)備管理 根據(jù)系 統(tǒng)設(shè) 置的 緩 沖器的個(gè)數(shù)，緩 沖技 術(shù) 可分 為 ： 單緩 沖 雙 緩 沖 多 緩 沖 緩 沖池 9. 4. 2 緩沖的種類(lèi)第九章 設(shè)備管理 最 簡(jiǎn)單 的一種 緩 沖形式 。 單緩 沖在 設(shè)備 和 處 理機(jī)之 間設(shè) 置一個(gè) 緩 沖器。 對(duì) 于 輸 入： 設(shè)備 先將數(shù)據(jù)送入 緩沖區(qū)， OS再將數(shù)據(jù) 傳給進(jìn) 程 對(duì) 于 輸 出： 進(jìn) 程先將數(shù)據(jù) 傳 入 緩沖區(qū)， OS再將數(shù)據(jù)送出到 設(shè)備9. 4. 2 緩沖的種類(lèi)單緩沖第九章 設(shè)備管理 緩 沖區(qū)屬于 臨 界 資 源，即 不允 許多個(gè) 進(jìn) 程同 時(shí)對(duì) 一個(gè) 緩 沖區(qū)操作 ，因此盡管 單緩 沖能匹配 設(shè)備 和 處 理機(jī)的處 理速度，但是 設(shè)備 和 設(shè)備 之 間 不能通 過(guò)單緩 沖達(dá)到并行操作9. 4. 2 緩沖的種類(lèi)單緩沖第九章 設(shè)備管理 解決外 設(shè) 之 間 并行工作的最 簡(jiǎn)單 的 辦 法是 設(shè) 置雙 緩 沖。在雙 緩 沖方案中，具體的做法是 為輸 入或 輸出操作 設(shè) 置兩個(gè) 緩 沖區(qū) buffer1和buffer2。9. 4. 2 緩沖的種類(lèi)雙緩沖第九章 設(shè)備管理 具體原理 ： 設(shè) 置兩個(gè) 緩 沖區(qū) buf1和 buf2。 讀入數(shù)據(jù) 時(shí) ，首先 輸 入 設(shè)備 向 buf1填入數(shù)據(jù)，然后 進(jìn) 程從 buf1提取數(shù)據(jù)，在 進(jìn) 程從 buf1提取數(shù)據(jù)的同 時(shí) ， 輸 入 設(shè)備 向 buf2中填數(shù)據(jù)。當(dāng) buf1取空 時(shí) ， 進(jìn) 程又從 buf2中提取數(shù)據(jù)，與此同 時(shí)輸 入 設(shè)備 向 buf1填數(shù)。如此交替使用兩個(gè) 緩 沖區(qū)，使 CPU和 設(shè)備 的并行操作的程度 進(jìn) 一步提高。 9. 4. 2 緩沖的種類(lèi)雙緩沖第九章 設(shè)備管理 分析： 雙 緩 沖方式和 單緩 沖方式相比， 雖然雙 緩 沖方式能 進(jìn) 一步提高 CPU和外 設(shè) 的并行程度，并能使 輸 入 設(shè)備 和 輸 出 設(shè)備 并行工作，但是在 實(shí)際 系 統(tǒng) 中很少采用 這 一方式， 這 是因 為 在 計(jì) 算機(jī)系 統(tǒng) 中的外 設(shè) 很多，又有大量的 輸 入和 輸 出，同 時(shí) 雙 緩 沖很 難 匹配 設(shè)備 和 CPU的 處 理速度。因此 現(xiàn)代 計(jì) 算機(jī)系 統(tǒng) 中一般使用多 緩 沖或 緩 沖池結(jié) 構(gòu)。9. 4. 2 緩沖的種類(lèi)雙緩沖第九章 設(shè)備管理 當(dāng)生 產(chǎn) 和消 費(fèi) 數(shù)據(jù)的速度基本匹配時(shí) ，雙 緩 沖能 獲 得 較 好效果。但若兩者速度相差甚 遠(yuǎn)時(shí) ，效果不太理想。但隨著 緩 沖區(qū)的數(shù)量增加，使情況有所改善。因此引入多 緩 沖技 術(shù)9. 4 . 2 緩沖的種類(lèi)多緩沖第九章 設(shè)備管理 把多個(gè) 緩 沖區(qū) 連 接起來(lái) 組 成兩部分，一部分 專(zhuān)門(mén) 用于 輸 入，另一部分專(zhuān)門(mén) 用于 輸 出的 緩 沖 結(jié) 構(gòu)。9. 4 . 2 緩沖的種類(lèi)多緩沖第九章 設(shè)備管理9. 4 . 2 緩沖的種類(lèi)多緩沖 循環(huán)緩沖 系統(tǒng)中有個(gè)緩沖區(qū)鏈?zhǔn)字羔?，指向第一個(gè)緩沖區(qū)，每個(gè)緩沖區(qū)中有一個(gè)指向下一個(gè)緩沖區(qū)的指針，最后一個(gè)緩沖區(qū)中的指針
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