【正文】 求線發(fā)出中斷信號， CPU收到中斷信號后轉(zhuǎn)中斷處理程序，喚醒等待輸入完成的進程，并返回被中斷的程序。u ② 發(fā)出數(shù)據(jù)要求的進程進入等待狀態(tài)，進程調(diào)度程序調(diào)度其他進程占據(jù) CPU。DMA控制器組成：主機與 DMA控制器的接口； DMA控制器與塊設(shè)備的接口； I/O控制邏輯2023020159DMA方式DMA控制器組成：主機與 DMA控制器的接口； DMA控制器與塊設(shè)備的接口； I/O控制邏輯為了實現(xiàn)在主機與控制器之間的成塊數(shù)據(jù)的直接交換，須在 DMA控制器中設(shè)置如下四類寄存器： 命令 /狀態(tài)寄存器 CR；內(nèi)存地址寄存器 MAR；數(shù)據(jù)寄存器 DR；數(shù)據(jù)計數(shù)器 DC。 2023020158DMA方式控制器功能更強，除有中斷功能外，還有一個 DMA控制機構(gòu)。僅在傳送一個或多個數(shù)據(jù)塊的開始和結(jié)束時，才需 CPU干預(yù)，整塊數(shù)據(jù)的傳送是在控制器的控制下完成的。所傳送的數(shù)據(jù)是從設(shè)備直接送入內(nèi)存的，或者相反；u 2023020157 DMA方式n 直接存儲器存取控制方式的概念 u該方式的特點是：u① 為減少中斷對 CPU造成的負擔，可采用 DMA方式和通道方式。缺點：每臺設(shè)備每輸入輸出一個字節(jié)的數(shù)據(jù)都有一次中斷。 可見，中斷驅(qū)動方式可以成百倍地提高 CPU的利用率。 若采用程序 I/O方式， CPU約有 ms的時間處于忙 — 等待中?？梢姡@樣可使CPU和 I/O設(shè)備都處于忙碌狀態(tài)，從而提高了整個系統(tǒng)的資源利用率及吞吐量。 20230201532023020154 在 I/O設(shè)備輸入每個數(shù)據(jù)的過程中，由于無須 CPU干預(yù)，因而可使 CPU與 I/O設(shè)備并行工作。在以后的某個時刻 OS調(diào)度要求輸入的進程 A。 輸入完成時，控制器發(fā)出中斷，中斷 B， 通過中斷進入中斷處理程序。20230201522 I/O中斷方式I/O控制器能發(fā)中斷 。在該方式中， CPU之所以要不斷地測試 I/O設(shè)備的狀態(tài)，就是因為在 CPU中無中斷機構(gòu)， 致使 CPU的絕大部分時間都處于等待 I/O設(shè)備完成數(shù)據(jù) I/O的循環(huán)測試中， 只有在狀態(tài)寄存器出現(xiàn)了所需要的狀態(tài)后，才停止測試工作，完成輸入 /輸出。CPU外部設(shè)備控制邏輯電路控制寄存器I/O控制器數(shù)據(jù)寄存器2023020150工作過程以輸入為例 把 busy置 1 反復(fù)測試 busy，為 1表示輸入機尚未輸完一個字，處理機應(yīng)繼續(xù)對該標志進行測試，轉(zhuǎn) 2，為 0表示輸入機已將輸入數(shù)據(jù)送入控制器的數(shù)據(jù)寄存器中，轉(zhuǎn) 3 把數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)緩沖區(qū)中讀走，并置 busy為 1。它有兩個寄存器： 數(shù)據(jù)緩沖寄存器 、 控制 /狀態(tài)寄存器 。設(shè)備驅(qū)動程序與（）密切相關(guān)，如果計算機中配置有一個光盤，一個軟盤，一個硬盤，此時應(yīng)為它們配置（）種外存設(shè)備驅(qū)動程序。u三是不設(shè)置專門的設(shè)備處理進程，只為各類設(shè)備設(shè)置相應(yīng)的設(shè)備處理程序，供用戶進程或系統(tǒng)進程調(diào)用。2023020145設(shè)備驅(qū)動程序的功能和特點n 設(shè)備處理的方式 u一是為每一類設(shè)備設(shè)置一個進程，它專門執(zhí)行這類設(shè)備的 I/O操作。u四是驅(qū)動程序與硬件緊密相關(guān)，其部分被固化在ROM 中。u二是驅(qū)動程序與 I/O設(shè)備的特性密切相關(guān)。u四是及時響應(yīng)由控制器或通道發(fā)來的中斷請求，并根據(jù)其中斷類型調(diào)用相應(yīng)的中斷處理程序進行處理。u二是檢查用戶 I/O請求的合法性，了解 I/O設(shè)備的狀態(tài)，傳遞有關(guān)參數(shù)，設(shè)置設(shè)備的工作方式。 n 通常，每一類設(shè)備配置一種驅(qū)動程序。 2023020140圖 610 中斷現(xiàn)場保護示意圖 2023020141圖 611 中斷處理流程2023020142 設(shè)備驅(qū)動程序n 設(shè)備處理程序通常又稱為設(shè)備驅(qū)動程序，它是 I/O進程與設(shè)備控制器之間的通信程序，又由于它常以進程的形式存在，所以簡稱之為設(shè)備驅(qū)動進程n 主要任務(wù)：接收上層軟件發(fā)來的抽象要求，把它轉(zhuǎn)換為具體要求后，發(fā)送給設(shè)備控制器，啟動設(shè)備去執(zhí)行。u④ 中斷處理。u② 保護被中斷進程的 CPU環(huán)境。中斷事件通常由硬件發(fā)現(xiàn)n 中斷的處理 F對出現(xiàn)的事件進行處理的程序稱為中斷處理程序。（）n 選擇通道主要用于連接低速設(shè)備 . （）2023020136n 中斷的簡介 F中斷是由于某些事件的出現(xiàn)，中止現(xiàn)行進程的執(zhí)行，而轉(zhuǎn)去處理出現(xiàn)的事件，中斷事件處理完后，再繼續(xù)運行被中止進程的過程。) (B、字節(jié)多路通道C、數(shù)據(jù)多路通道n 按 _____分類可將設(shè)備分為塊設(shè)備和字符設(shè)備。2023020131 通道 I/O系統(tǒng)結(jié)構(gòu)在大型計算機系統(tǒng)中較為典型的 I/O系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是主機、通道、控制器和外部設(shè)備。也正因此，才使該通道能被廣泛地用于連接多臺高、中速的外圍設(shè)備，其數(shù)據(jù)傳送是按數(shù)組方式進行的。如磁盤選擇通道2023020130 n 數(shù)組多路通道： 這種通道是上述兩種通道的折中，可以分時的方式執(zhí)行多道程序，每道程序可傳送一組數(shù)據(jù)。 它的優(yōu)點是傳輸速度高，缺點是一次只能控制一臺設(shè)備進行 I/O操作，利用率低。也不允許其它設(shè)備使用該通道， 致使當某臺設(shè)備占用了該通道后，便一直由它獨占， 這種通道雖然可以連接多臺高速設(shè)備，但由于它只含有一個分配型子通道，在一段時間內(nèi)只能執(zhí)行一道通道程序， 如打印機。u當一個子通道控制的某臺外設(shè)交換了一個字節(jié)后，就轉(zhuǎn)向下一個子通道，以控制下一臺設(shè)備傳送一個字節(jié)。2023020126I/O通道n I/O通道的分類 u字節(jié)多路通道u數(shù)據(jù)選擇通道u數(shù)組多路通道2023020127通道的種類n 字節(jié)多路通道：u字節(jié)多路通道是以字節(jié)為基本傳輸單位，通常含有許多非分配型子通道，其數(shù)量從幾十到數(shù)百個，每一個子通道連接一臺 I/O設(shè)備，并控制該設(shè)備的 I/O操作。n 通道沒有自己的內(nèi)存，通道所執(zhí)行的通道程序是放在主機的內(nèi)存中的， 通道 =I/O處理機 通道概念2023020125 I/O通道與一般的處理機不同，主要表現(xiàn)在以下兩個方面：n 指令類型單一，這是由于通道硬件比較簡單， I/O通道的引入 ：2023020124 為使中央處理機從繁忙的 I/O處理中擺脫出來，現(xiàn)代大、中型計算機系統(tǒng)中設(shè)置了 專門的處理 I/O操作的處理機，并把這種處理機稱為通道。通道在整個 I/O任務(wù)結(jié)束后，才發(fā)出中斷信號，請求 CPU進行善后處理。2023020123n 通道方式的目的使一些原來由 CPU處理的 I/O任務(wù)轉(zhuǎn)由通道來承擔，從而使 CPU徹底從 I/O中解放出來。n 在微型機中的控制器，常做成印刷電路卡，因而也常稱為接口卡2023020117設(shè)備控制器的基本功能n 接收和識別命令n 數(shù)據(jù)交換n 標識和報告設(shè)備的狀態(tài)n 地址識別n 數(shù)據(jù)緩沖n 差錯控制2023020118設(shè)備控制器的組成n 由于設(shè)備控制器位于 CPU與設(shè)備之間，它既要與CPU通信，又要與設(shè)備通信，還應(yīng)具有按照 CPU所發(fā)來的命令去控制設(shè)備的工作的功能，因此現(xiàn)有的大多數(shù)控制器都是由三部分組成u設(shè)備控制器與處理機的接口u設(shè)備控制器與設(shè)備的接口uI/O邏輯2023020119設(shè)備控制器的組成2023020120 I/O202302