設(shè)備管理(ppt87)-設(shè)備處理-設(shè)備管理-wenkub.com
2024-08-13 13:17 本頁面
【正文】 涉及時(shí)間的其他所有工作都必須由軟件 — 時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)程序完成 。 03:52 時(shí)鐘 時(shí)鐘 （ clock） ， 又稱為定時(shí)器 （ timer） (1) 時(shí)鐘負(fù)責(zé)提供一天的時(shí)間 (2) 防止一個(gè)進(jìn)程壟斷 CPU 03:52 兩種類型： ? 比較簡單的時(shí)鐘被連到 110V或 220V的電源線上 ， 每個(gè)電壓周期產(chǎn)生一個(gè)中斷 ， 頻率是 50Hz或 60Hz。 03:52 ? RAM盤的思想很簡單 ， 它使用預(yù)先分配的主存來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)塊 。 03:52 標(biāo)識(shí)設(shè)備； 執(zhí)行出錯(cuò)檢查； 構(gòu)成 iorb； 加入請(qǐng)求隊(duì)列； 喚醒因等 I/O請(qǐng)求塊而睡眠的I/O進(jìn)程； 取 iorb； 如無 iorb則等； 啟動(dòng) I/O操作； //等 I/O完成； 執(zhí)行出錯(cuò)檢查； . . . 喚醒等 I/O的進(jìn)程； I/O設(shè)備 . . . 中斷服務(wù)； 喚醒 I/O進(jìn)程； . . . . . . doio(ldev,addr,…) //等 I/O完成 . . . 請(qǐng)求 I/O的用戶進(jìn)程 I/O過程 I/O處理程序 中斷處理程序 OS界面 控制關(guān)系 同步關(guān)系 03:52 I/O中斷的進(jìn)入 當(dāng) I/O中斷發(fā)生時(shí) ， 內(nèi)核中的中斷處理程序發(fā)一條消息給 I/O進(jìn)程 ， 由 I/O進(jìn)程負(fù)責(zé)判斷并處理中斷 I/O進(jìn)程 是系統(tǒng)進(jìn)程 ， 一般賦予最高優(yōu)先級(jí) 。 任務(wù)主要負(fù)責(zé)接收和分析從設(shè)備分配轉(zhuǎn)來的信息 ， 并根據(jù)設(shè)備分配的結(jié)果 ， 結(jié)合具體物理設(shè)備特性完成以下具體工作： 03:52 (1) 預(yù)置設(shè)備的初始狀態(tài) (2) 根據(jù)請(qǐng)求傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量 ， 組織 I/O緩沖隊(duì)列 ， 利用 I/O緩沖對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加工 ， 包括數(shù)據(jù)格式處理和編碼轉(zhuǎn)換 (3) 構(gòu)造 I/O程序 （ 在有通道系統(tǒng)中 ， 是通道程序 ） (4) 啟動(dòng)設(shè)備進(jìn)行 I/O操作 03:52 I/O中斷處理程序 設(shè)備控制器向 CPU發(fā)送一個(gè)中斷請(qǐng)求 ，CPU響應(yīng)后便轉(zhuǎn)向中斷處理程序 ， 處理來自設(shè)備或通道的中斷 。 動(dòng)態(tài)分配 — 在進(jìn)程運(yùn)行過程中 ， 當(dāng)用戶提出設(shè)備要求時(shí) ， 進(jìn)行分配 ， 一旦停止使用立即收回 。 因此 ， 要有一套合理的分配原則 。 表目 1 03:52 設(shè)備處理 設(shè)備分配與回收 當(dāng)某進(jìn)程向系統(tǒng)提出 I/O請(qǐng)求時(shí) ， 設(shè)備分配程序按一定策略分配設(shè)備 、 控制器和通道 ， 形成一條數(shù)據(jù)傳輸通路 ， 以供主機(jī)和設(shè)備間信息交換 。 不需要 進(jìn)行任何設(shè)置操作 。 ? 沖破了計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的兩個(gè)歷史局限性： （ 1） 由于 I/O設(shè)備的接口標(biāo)準(zhǔn)的不一致和有限的接口數(shù)量已無法滿足各種應(yīng)用迫切需要； （ 2） 傳統(tǒng)的 I/O設(shè)備的接口無法滿足實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸與多媒體應(yīng)用的需求 。 ? 存貯空間不同 前者使用內(nèi)存 ， 后者使用外存 。 03:52 ? 在計(jì)算機(jī)中 ， 為了減少 CPU的等待時(shí)間 ， 必須提高系統(tǒng)主存儲(chǔ)器的響應(yīng)速度 ? 為此使用了高速緩存 ， 用來存儲(chǔ) CPU常用的代碼和數(shù)據(jù)信息 在主存和 CPU通用寄存器之間設(shè)置一個(gè)高速的容量相對(duì)較小的存儲(chǔ)器 ， 把正在執(zhí)行的指令地址附近的一部分指令或數(shù)據(jù)從主存調(diào)入這個(gè)存儲(chǔ)器 ， 供 CPU在一段時(shí)間內(nèi)使用 。 03:52 控制器按照指定存儲(chǔ)器地址，把第一個(gè)字節(jié)送入主存， 然后，按指定字節(jié)數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送， 每當(dāng)傳送一個(gè)字節(jié)后，字節(jié)計(jì)數(shù)器值減 1，直到字節(jié)計(jì)數(shù)器等于 0 此時(shí)，控制器引發(fā)中斷，通知操作系統(tǒng)，操作完成。這樣就緩和了 CPU的高速性與 I/O的低速之間的矛盾 。 一旦 CPU發(fā)出指令 ，啟動(dòng)通道 ， 則通道獨(dú)立于 CPU工作 。 為了使 CPU從 I/O事務(wù)中解脫出來 ， 同時(shí)為了提高 CPU與設(shè)備 ， 設(shè)備與設(shè)備之間的并行工作能力 。 通道相當(dāng)于一個(gè)功能簡單的處理機(jī) ， 包含通道指令 （ 空操作 ， 讀操作 ， 寫操作 ， 控制 ， 轉(zhuǎn)移操作 ） ， 并可執(zhí)行用這些指令編寫的通道程序 。 如下圖所示： 當(dāng) DMA硬件控制磁盤與存儲(chǔ)器之間進(jìn)行信息交換時(shí) ， 每當(dāng)磁盤把一個(gè)數(shù)據(jù)讀入控制器的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)時(shí) ， DMA控制器取代 CPU， 接管地址總線的控制權(quán) ， 并按照 DMA控制器中的存儲(chǔ)器地址寄存器內(nèi)容把數(shù)據(jù)送入相應(yīng)的內(nèi)存單元中 。 03:52 設(shè)備接口 一次完整的 I/O傳送過程 ， 典型地由一長列低級(jí)信號(hào)組成 ， 這些信號(hào)啟動(dòng)設(shè)備所執(zhí)行的操作 ，并通過測試設(shè)備狀態(tài)來監(jiān)控設(shè)備操作的進(jìn)展 一個(gè) I/O過程由四步組成： 準(zhǔn)備 啟動(dòng) 測試和等待 結(jié)果檢查和錯(cuò)誤處理 通過對(duì)設(shè)備接口寄存器組的讀寫完成 設(shè)備接口復(fù)雜繁瑣 03:52 設(shè)備連接模式 指 I/O設(shè)備與 CPU之間的連接方式 ， 亦即將設(shè)備連接到一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上的方式 。 I/O設(shè)備特點(diǎn)： （ 1）操作異步性 （ 2）設(shè)備自治性 （ 3）接口通用性 03:52 機(jī)械部分是設(shè)備本身 （ 物理裝置 ） 電子部分叫做設(shè)備控制器或適配器 。 03:52 用戶空間的 I/O軟件 盡管大部分 I/O軟件都包含在操作系統(tǒng)中 ， 但仍有一小部分是由與用戶程序連接在一起的庫過程 ， 甚至完全由運(yùn)行于核外的程序構(gòu)成 。 系統(tǒng)如何防止無權(quán)存取設(shè)備的用戶存取設(shè)備呢 ？ 03:52 。 設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序與設(shè)備獨(dú)立軟件之間的確切界限是依賴于具體系統(tǒng)的 。 一個(gè)文件或一個(gè)設(shè)備的名字只應(yīng)是一個(gè)簡單的字符串或一個(gè)整數(shù) ， 不應(yīng)依賴于設(shè)備 。 03:52 I/O軟件 I/O軟件的基本思想是按分層的思想構(gòu)成 ， 較低層軟件要使較高層軟件獨(dú)立于硬件的特性 ， 較高層軟件則要向用戶提供一個(gè)友好的
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