io設(shè)備管理培訓(xùn)課程-文庫吧資料
2025-03-16 21:38本頁面
【正文】 ，但無法實(shí)現(xiàn)設(shè)備與設(shè)備之間的并行操作。當(dāng)用戶進(jìn)程發(fā)出一個(gè) I/O請求時(shí)， OS便在主存中分配一個(gè)緩沖區(qū)。 31 用戶空間的 I/O軟件 spooling系統(tǒng)的作用如下： ? (1) 實(shí)現(xiàn)了虛擬設(shè)備功能 ? (2) 將獨(dú)占型設(shè)備變成共享設(shè)備 ? (3) 提高了 I/O效率 32 緩沖技術(shù) 系統(tǒng)為達(dá)到如下目的需要使用緩沖技術(shù)： ? (1) 緩和 CPU與 I/O設(shè)備間速度不匹配的矛盾 ? (2) 減少 CPU的中斷頻率，放寬對中斷響應(yīng)的限制 ? (3) 提高 CPU和 I/O設(shè)備之間的并行性 33 緩沖技術(shù) ? 根據(jù)系統(tǒng)設(shè)置的緩沖區(qū)的個(gè)數(shù)，可以把緩沖技術(shù)分為單緩沖、雙緩沖和循環(huán)緩沖以及緩沖池幾種。 ? 上面描述的是第一類用戶空間 I/O軟件，第二類用戶空間 I/O軟件為 spooling(simultaneous peripheral operation on line)系統(tǒng)，即假脫機(jī)系統(tǒng)。例如，下列一個(gè) C程序調(diào)用了 write庫過程，并包含在運(yùn)行時(shí)的二進(jìn)制程序代碼中： count=write(fd, buffer, nbytes)。大多數(shù)錯(cuò)誤是與設(shè)備密切相關(guān)的，因此，只有驅(qū)動(dòng)程序知道應(yīng)如何處理 (是重試、忽略，還是報(bào)警 )。 因此，操作系統(tǒng)需要對設(shè)備使用請求進(jìn)行檢查，并根據(jù)申請?jiān)O(shè)備的可用狀況決定是接收該請求還是拒絕該請求。 27 與設(shè)備無關(guān)的 I/O軟件 3. 與設(shè)備無關(guān)的塊及存儲(chǔ)設(shè)備的塊分配 ? 不同的磁盤可以采用不同的扇區(qū)尺寸，與設(shè)備無關(guān)軟件的一個(gè)任務(wù)是向較高層軟件屏蔽并給上一層提供大小統(tǒng)一的塊尺寸 。 – (1) 主次設(shè)備號 – (2) 內(nèi)部號與外部號 – (3) 設(shè)備文件與路徑名 26 與設(shè)備無關(guān)的 I/O軟件 2. 設(shè)備保護(hù) ? 與設(shè)備命名機(jī)制密切相關(guān)的是設(shè)備保護(hù)。 ? 設(shè)備命名后，所有設(shè)備的名字的集合稱做設(shè)備的名字空間。 下面討論 I/O子系統(tǒng)所需完成的主要功能。 ? I/O子系統(tǒng)執(zhí)行著與設(shè)備無關(guān)的操作。 ? 與設(shè)備無關(guān)軟件層通常應(yīng)實(shí)現(xiàn)的功能為：設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的統(tǒng)一接口、設(shè)備命名、提供一個(gè)與設(shè)備無關(guān)的塊大小、緩沖、塊設(shè)備的存儲(chǔ)分配、分配和釋放獨(dú)占設(shè)備、錯(cuò)誤報(bào)告等。 ? 一個(gè)典型的請求是“讀第 n塊”，如果請求到來時(shí)驅(qū)動(dòng)程序是空閑的，則立即開始執(zhí)行該請求；若驅(qū)動(dòng)程序正在執(zhí)行一個(gè)請求，則將新到來的請求插到一個(gè)等待處理 I/O請求隊(duì)列中。 ? ⑤ 對于有通道的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)程序還應(yīng)能根據(jù)用戶 I/O請求構(gòu)成通道程序。 ? ③ 發(fā)出 I/O命令，啟動(dòng)分配到的 I/O設(shè)備，完成指定的I/O操作。 21 設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序 1．設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的功能 ? ① 將接收到的來自它上一層的與設(shè)備無關(guān)的抽象請求轉(zhuǎn)為具體請求。它是 I/O進(jìn)程與設(shè)備控制器之間的通信程序，因?yàn)樗Ｒ赃M(jìn)程的形式存在，故也可以稱為設(shè)備驅(qū)動(dòng)進(jìn)程。 ? ⑤ 恢復(fù)現(xiàn)場。 ? ③ 分析中斷原因，轉(zhuǎn)入相應(yīng)的中斷處理程序。 19 中斷處理程序 無論是哪種 I/O設(shè)備，其中斷處理程序的處理基本相同，其步驟為： ? ① 喚醒被阻塞的驅(qū)動(dòng)進(jìn)程。 18 中斷處理程序 在現(xiàn)代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，對 I/O設(shè)備的控制，廣泛采用中斷驅(qū)動(dòng) (Interruptdriven)方式，即當(dāng)某進(jìn)程要啟動(dòng)某個(gè) I/O設(shè)備工作時(shí)，便由 CPU向相應(yīng)的設(shè)備控制器發(fā)出一條I/O命令，然后立即返回繼續(xù)執(zhí)行原來的任務(wù)。 ? (3)與設(shè)備無關(guān)的操作系統(tǒng)軟件 。 17 I/O軟件 根據(jù) I/O軟件的設(shè)計(jì)目標(biāo)，將 I/O軟件組織成以下 4個(gè)層次： ? (1)中斷處理程序 。 ? ④ 出錯(cuò)處理。 ? ② 統(tǒng)一命名。 16 I/O軟件 I/O軟件的總體目標(biāo)是，按分層的思想構(gòu)造軟件，較低層的軟件要使較高層的軟件獨(dú)立于硬件，較高層的軟件則要向用戶提供一個(gè)友好、規(guī)范、清晰的界面。通道指令和一般的機(jī)器指令不同，在它的每條指令中通常包含下列信息：操作碼，內(nèi)存地址，計(jì)數(shù)，通道程序結(jié)束位 P，記錄結(jié)束標(biāo)志 R。 14 I/O技術(shù) ? 通道通過執(zhí)行通道程序，并與設(shè)備控制器一起共同實(shí)現(xiàn)對 I/O設(shè)備的控制。 ? 這些 I/O處理器和中央處理器共享主存儲(chǔ)器和總線 (微型機(jī)中采用總線結(jié)構(gòu) )，在大型機(jī)中就可能出現(xiàn)幾條通道和中央
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