【正文】 中斷的進入 當 I/O中斷發(fā)生時，內(nèi)核中的中斷處理程序發(fā)一條消息給 I/O進程，由 I/O進程負責判斷并處理中斷 （ 3） I/O進程 是系統(tǒng)進程，一般賦予最高優(yōu)先級。一旦被喚醒，它可以很快搶占處理機投入運行 I/O進程開始運行后，首先關(guān)閉中斷，然后用 receive去接收消息。兩種情形： ? 沒有消息，則開中斷，將自己阻塞； ? 有消息，則判斷消息（ I/O請求或 I/O中斷）； 準備通道程序，發(fā)出啟動 I/O指令，繼續(xù)判斷有無消息 ，進一步判斷正?；虍惓＝Y(jié)束 正常：喚醒要求進行 I/O操作的進程 異常：轉(zhuǎn)入相應(yīng)的錯誤處理程序 為進程 P分配所需的 I/O設(shè)備 從 SDT表查該類設(shè)備的控制表 DCT 由 DCT檢查該設(shè)備忙否 ? 不忙 檢查分配此設(shè)備的安全性 ? 不安全 分配此設(shè)備給進程 P 查此設(shè)備連接的 COCT忙否 ? 不忙 不忙 分配此控制器給進程 P 查此控制器連接的 CHCT忙否 ? 最后一個 DCT? 分配此通道給進程 P 啟動 I/O,進行具體的 I/O操作 忙 進程 P的 PCB放入 此設(shè)備的等待隊列 Y N 忙 最后一個 COCT? 最后一個 DCT? 進程 P 的 PCB 放入 此控制器的等待隊列 Y N Y 忙 最后一個 CHCT? Y 最后一個 COCT? 進程 P 的 PCB 放入 此通道的等待隊列 N Y N N 多通路設(shè)備分配流程示意圖 管理程序 保護現(xiàn)場 組織通道程序 保存通道程序 的始址于 CAW 啟動 I/O指令 分析條件碼 啟動成功使 P阻塞 , 另選 程序 q運行 保護程序 q的 現(xiàn)場 分析中斷原因 處理 I/O中斷 選擇可運行程序 請求 啟動程序 程序 q 程序 P 用戶程序 判斷狀態(tài) 執(zhí)行通道程序 控制 I/O設(shè)備 操作 ,執(zhí)行情 況記錄在 CSW 出現(xiàn)中斷事件 CSW=主存通 道號 , 設(shè)備號 送特定寄存器 通道程序 執(zhí)行規(guī)定 的操作 設(shè)備控制器和設(shè)備 1 2 3 4 5 6 I/O的操作全過程 ? 硬盤 ? 時鐘 ? 終端 六、典型外部設(shè)備 1. 磁盤 幾乎所有計算機都使用磁盤來存儲信息。從存儲角度，與內(nèi)存比較起來，磁盤有三個主要的優(yōu)點： （ 1）可用的存儲容量非常大 （ 2）每位的價格非常低 （ 3）電源關(guān)掉后信息不會丟失 磁盤硬件 ? 實際的硬盤都組織成許多柱面，每一個柱面上的磁道數(shù)和垂直放置的磁頭個數(shù)相同 ? 磁道又被分成許多扇區(qū)，每條磁道上扇區(qū)數(shù)目典型為 8至 32，每個扇區(qū)包含相同的字節(jié)數(shù) ? 磁盤驅(qū)動程序有重要設(shè)備特性：控制器可以同時控制兩個或多個驅(qū)動器進行尋道，這就是重疊尋道（ overlapped seeks） ? 當控制器和軟件等待一個驅(qū)動器完成尋道時，控制器可以啟動另一個驅(qū)動器進行尋道。許多控制器也可以在對一個或多個其他驅(qū)動器尋道的同時在一個驅(qū)動器上進行讀寫操作 ? 但是控制器不能同時讀寫兩個驅(qū)動器（讀寫數(shù)據(jù)要求控制器在微秒級范圍傳輸數(shù)據(jù)，所以一個傳輸就基本用完了所有的計算能力） 磁盤硬件 ? RAM 盤 ? RAM盤的思想很簡單，它使用預(yù)先分配的主存來存儲數(shù)據(jù)塊。 RAM盤具有立即存取的優(yōu)點（沒有尋道和旋轉(zhuǎn)延遲），適用于存儲需要頻繁存取的程序和數(shù)據(jù) ? 實現(xiàn) RAM盤的思想：根據(jù)為 RAM盤分配內(nèi)存大小，RAM盤被分成 n塊，每塊的大小與實際磁盤塊的大小相同 當驅(qū)動程序接收到一條讀寫一塊的消息時，它只計算被請求的塊在 RAM盤存儲區(qū)的位置，并讀出或?qū)懭朐搲K，而不對軟盤或硬盤進行讀寫 2. 時鐘 ? 時鐘（ clock），又稱為定時器（ timer） (1) 時鐘負責提供一天的時間 (2) 防止一個進程壟斷 CPU 時鐘既不是塊設(shè)備，也不是字符設(shè)備，但時鐘軟件通常也采用設(shè)備驅(qū)動程序的形式 時鐘硬件 兩種類型： ? 比較簡單的時鐘被連到 110V或 220V的電源線上，每個電壓周期產(chǎn)生一個中斷，頻率是 50Hz或60Hz ? 另一種時鐘由三個部件構(gòu)成：晶體振蕩器、計數(shù)器和存儲寄存器 石英晶體產(chǎn)生的精確的周期信號，典型的范圍是 5到 100MHz 信號送到到計數(shù)器，使其遞減計數(shù)至 0。當計數(shù)器變?yōu)?0時，產(chǎn)生一個 CPU中斷信號 ? 可編程時鐘操作方式：在單脈沖方式（ oneshot mode）下，當時鐘啟動時，它把存儲寄存器的值拷貝到計數(shù)器中，然后，晶體的每一個脈沖使計數(shù)器減 1。當計數(shù)器為 0時，產(chǎn)生一個中斷，并停止工作，直到軟件再一次顯式啟動它 ? 在方波方式（ squarewave mode）下，當計數(shù)器為0并產(chǎn)生中斷時，存儲寄存器的值自動拷貝到計數(shù)器，這個過程不斷地重復(fù)下去。周期性的中斷稱為時鐘滴答（ clock tick ） ? 可編程時鐘的優(yōu)點是其中斷頻率可由軟件控制 時鐘軟件 時鐘硬件所做的工作是每隔一定的時間間隔產(chǎn)生一個中斷 涉及時間的其他所有工作都必須由軟件 — 時鐘驅(qū)動程序完成 時鐘軟件 功能： 1．維護日期時間 2．防止進程超時運行 3．對 CPU的使用情況記帳 4．處理用戶進程提出的 ALARM系統(tǒng)調(diào)用 5．為系統(tǒng)本身各部分提供監(jiān)視定時器 6. 繪制 CPU運行直方圖，完成監(jiān)視和統(tǒng)計信息收集 ? 系統(tǒng)的其他部分也需要定時器稱為監(jiān)視定時器（ watchdog timer）。例如，使用軟盤時，系統(tǒng)必須驅(qū)動軟盤的電機接通電源并等待大約 500毫秒，使電機達到穩(wěn)定速度 3. 終端 輸入：原始模式或加工模式 緩沖、回送、填充字符、行編輯、特殊字符處理 輸出：光標的位置、轉(zhuǎn)義字符 ? 每臺計算機都配有一個或多個終端與之通信 ? 為了使操作系統(tǒng)中與設(shè)備無關(guān)部分和用戶程序?qū)τ诓煌吞柕慕K端不必重寫，終端驅(qū)動程序隱藏了各種類型終端的差異 終端硬件 根據(jù)與操作系統(tǒng)的通信方法將終端分為兩大類： （ 1） RS－ 232標準接口 （ 2）存儲映像終端 RS－ 232終端由鍵盤和顯示器構(gòu)成，通過串行接口一次一位地與計算機系統(tǒng)進行通信。這些終端使用 25針的連接器，其中一針用于發(fā)送數(shù)據(jù)，一針用于接收數(shù)據(jù)，一針接地，其余 22針用于各種控制功能（大部分未使用） 計算機和終端以字符作為處理對象，而通信時卻是通過串行口一次一位地進行 需要完成字符到位串與位串到字符的轉(zhuǎn)換 ? 智能 CRT終端實際是一微小型計算機 它們帶有一個 CPU和存儲器，通常在EPROM或 ROM中存儲了復(fù)雜的程序 ? 從操作系統(tǒng)的角度，玻璃終端和智能終端的主要不同點是：后者理解特殊的轉(zhuǎn)義序列 ? 最高檔的智能終端中包含了與主計算機能力相同的 CPU，以及以兆字節(jié)為單位的內(nèi)存，可以從計算機系統(tǒng)下載任何程序 終端硬件 存儲映像終端 ? 本身是計算機的組成部分 ? 通過專用存儲器接口與計算機通信，稱為視頻 RAM（ video RAM），是計算機地址空間的一部分， CPU對它的尋址與對其他存儲器的尋址是一樣 ? 視頻控制器 (video controller)，從視頻RAM中取出字符，產(chǎn)生用于驅(qū)動顯示器視頻信號 ? 當 CPU將一個字符寫到視頻 RAM時，在一幀顯示周期內(nèi)顯示在屏幕上 ? 速度快 ? 交互最快，廣泛使用 位映像終端 ? 視頻 RAM每一位直接控制屏幕上的每一像素 ? 800 1024個像素的屏幕需 100k字節(jié) RAM（彩色更多） ? 提供更加靈活的字符字體和尺寸 ? 允許多窗口 ? 可制作任意圖形 存儲映像終端 輸入軟件 鍵盤驅(qū)動程序的基本工作 收集鍵盤的輸入信息 當用戶程序要從終端讀信息時，把收集的輸入傳給用戶程序 鍵盤驅(qū)動程序兩種處理方式 （ 1）面向字符，原始（ raw）模式 將接收的輸入不加修改地向上層傳送，從終端讀信息的程序得到一系列原始的 ASCII碼序 （ 2）面向行，加工（ cooked）模式 鍵盤驅(qū)動程序負責處理一行內(nèi)的編輯，并將修改過的行傳送給用戶程序 演講完畢，謝謝觀看！