[工學(xué)]5第五章設(shè)備管理-展示頁(yè)
2025-01-30 13:04本頁(yè)面
【正文】 (2) 向用戶層軟件提供統(tǒng)一接口 ?向用戶所提供的接口應(yīng)該是相同的。提高了 物理設(shè)備的共享性和使用的靈活性。 物理設(shè)備 :物理 I/O系統(tǒng)中實(shí)際安裝的設(shè)備。 ? 設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的處理過(guò)程 11 I/O軟件 ? 設(shè)備獨(dú)立性軟件 即 設(shè)備無(wú)關(guān)性 ，指應(yīng)用軟件所引用的用于實(shí)現(xiàn) I/O操作的 設(shè)備與物理 I/O系統(tǒng)中實(shí)際安裝的設(shè)備沒(méi)有固定的聯(lián)系。 VI. 啟動(dòng) I/O設(shè)備。 IV. 傳送必要的參數(shù)。 II. 檢查 I／ O請(qǐng)求的合法性。 ? 驅(qū)動(dòng)程序不允許系統(tǒng)調(diào)用。 ? 與硬件緊密相關(guān)。 ? 與設(shè)備控制器和 I/O設(shè)備的硬件特性緊密相關(guān)。 ? 3．設(shè)備處理方式 ① 為每一類設(shè)備設(shè)置一個(gè)進(jìn)程，專用于執(zhí)行這類設(shè)備的 I/O操作； ② 整個(gè)系統(tǒng)中設(shè)置一個(gè) I/O進(jìn)程，或者輸入、輸出進(jìn)程各一個(gè)； ③ 不設(shè)置專門的設(shè)備處理進(jìn)程，只為各類設(shè)備設(shè)置相應(yīng)的設(shè)備處理程序（模塊） ,供用戶或系統(tǒng)進(jìn)程調(diào)用。 ? 1．主要任務(wù) ? 接收上層軟件發(fā)來(lái)的抽象要求；再把它們轉(zhuǎn)化為具體要求 發(fā)送給設(shè)備控制器，啟動(dòng)設(shè)備執(zhí)行； ? 同時(shí)，還負(fù)責(zé)把設(shè)備控制器發(fā)來(lái)的信號(hào)傳送給上層軟件。 ? 流程 設(shè)備啟動(dòng)－ I/O完成－ 發(fā)送中斷－ CPU調(diào)用中斷處理過(guò)程 ? 2. 中斷處理過(guò)程 ?喚醒被阻塞的驅(qū)動(dòng)程序進(jìn)程； ?對(duì)被中斷的進(jìn)程實(shí)行 CPU環(huán)境的保護(hù)； ?在分析中斷原因后，轉(zhuǎn)入相應(yīng)的設(shè)備中斷處理程序； ?中斷處理； ?中斷處理完后，恢復(fù)原來(lái)被中斷進(jìn)程的 CPU環(huán)境； 6 I/O軟件 喚醒被阻塞的驅(qū)動(dòng)程序進(jìn)程 對(duì)被中斷進(jìn)程的 CPU環(huán)境進(jìn)行保護(hù) 恢復(fù)被中斷進(jìn)程的 CPU現(xiàn)場(chǎng) 分析中斷原因， 轉(zhuǎn)入相應(yīng)的中斷處理程序 返回被中斷的進(jìn)程，繼續(xù)執(zhí)行 終端中斷 處理程序 打印機(jī)中斷 處理程序 磁盤(pán)中斷 處理程序 中 斷 處 理 流 程 7 I/O軟件 ? 設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序 設(shè)備處理程序即設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序。1 第五章 設(shè)備管理（ 2） 2 內(nèi)容 I/O系統(tǒng) I/O控制方式 緩沖管理 I/O軟件 設(shè)備分配 磁盤(pán)存儲(chǔ)器的管理 3 I/O軟件 ? I/O軟件的設(shè)計(jì)目標(biāo)和原則 ? 1．總體設(shè)計(jì)目標(biāo) ? 高效率 ? 通用性 ? 2．具體設(shè)計(jì)目標(biāo) ? (1) 與具體設(shè)備無(wú)關(guān) ? (2) 統(tǒng)一命名 ? (3) 對(duì)錯(cuò)誤的處理 ? (4) 緩沖技術(shù) ? (5) 設(shè)備的分配和釋放 ? (6) I/O控制方式 ? 3． I/O系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu) 目前在 I/O軟件中已普遍采用了層次式結(jié)構(gòu)，將系統(tǒng)中的 設(shè)備操作和管理軟件分為若干個(gè)層次，每一層都利用其下層 提供的服務(wù)，向高層提供服務(wù)。 4 I/O軟件 用戶層軟件 設(shè)備獨(dú)立性軟件 設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序 中斷 驅(qū)動(dòng) 程序 硬件 I/O系統(tǒng)的層次及功能 產(chǎn)生 I/O請(qǐng)求、格式化I/O、 Spooling 映射、保護(hù)、分塊、緩沖、分配 設(shè)置設(shè)備寄存器、 檢查寄存器狀態(tài) 5 I/O軟件 ? 中斷處理程序 ? 1．主要工作 進(jìn)行進(jìn)程上下文的切換，對(duì)處理中斷信號(hào)源進(jìn)行測(cè)試， 讀取設(shè)備狀態(tài)和修改進(jìn)程狀態(tài)等。它是 I/O進(jìn)程與設(shè)備控制器 之間的通信程序，以進(jìn)程的形式存在。 ? 2．設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的功能 ① 接收由 I/O進(jìn)程發(fā)來(lái)的命令和參數(shù)，轉(zhuǎn)換為具體要求； ② 檢查用戶 I/O請(qǐng)求的合法性，了解設(shè)備狀態(tài)，傳遞或設(shè)置參數(shù)； 8 I/O軟件 ③發(fā)出 I/O命令，啟動(dòng)設(shè)備，或掛在相應(yīng)的設(shè)備隊(duì)列上； ④及時(shí)響應(yīng)由控制器或通道發(fā)來(lái)的中斷請(qǐng)求； ⑤對(duì)于設(shè)有通道的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，根據(jù) I/O請(qǐng)求自動(dòng)構(gòu)成通道程序。 9 I/O軟件 ? 4．設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的特點(diǎn) ? 驅(qū)動(dòng)程序主要是指在請(qǐng)求 I/O的進(jìn)程與設(shè)備控制器之間 的一個(gè)通信和轉(zhuǎn)換程序。 ? 與 I/O設(shè)備所采用的 I/O控制方式緊密相關(guān)。 ? 驅(qū)動(dòng)程序允許可重入。 10 I/O軟件 ? 5．設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的處理過(guò)程 I. 將抽象要求（即命令）轉(zhuǎn)換為具體要求。 III. 讀出和檢查設(shè)備的狀態(tài)。 V. 工作方式的設(shè)置。 設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序在大體上可以分成兩部分，一是 有能夠驅(qū) 動(dòng) I/O設(shè)備工作的驅(qū)動(dòng)程序 外，二是需要 有設(shè)備中斷處理程 序 ，以處理 I/O完成后的工作。 邏輯設(shè)備 :應(yīng)用軟件所引用的用于實(shí)現(xiàn) I/O操作的設(shè)備。 ? 優(yōu)點(diǎn) ?設(shè)備分配更靈活 ?易于實(shí)現(xiàn) I/O重定向 邏輯設(shè)備和物理設(shè)備間可以是多對(duì)多的映射關(guān)系。 程序不變，只需改變 LUT表的映射關(guān)系。 13 I/O軟件 ? 3．邏輯設(shè)備名到物理設(shè)備名映射的實(shí)現(xiàn) ? (1) 邏輯設(shè)備表 用于將應(yīng)用程序中所使用的 邏輯設(shè)備名 映射為 物理設(shè) 備名 。 要求：邏輯名不重復(fù)，（一般用于單用戶系統(tǒng)）。 可重名 /可限制用戶對(duì)某些設(shè)備的使用。 15 設(shè) 備 分 配 ? 設(shè)備分配中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) ? 1．設(shè)備控制表 (DCT) 系統(tǒng)為每一個(gè)設(shè)備都配置了一張?jiān)O(shè)備控制表，用于記 錄本設(shè)備的情況。 (2) 通道控制表 (CHCT) 每個(gè)通道 都配有一張通道控制表。 每個(gè)設(shè)備占一個(gè)表目。 具體考慮以下方面： 設(shè)備的固有屬性 （獨(dú)占、共享、虛擬）。 設(shè)備分配的安全性（安全或不安全分配方式， 指是否保持“請(qǐng)求與保持”條件）。 19
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