io設(shè)備的多樣性ppt課件-在線瀏覽
2025-06-22 13:17本頁面
【正文】 ? 用戶程序中提出使用設(shè)備的申請時(shí)，使用系統(tǒng)規(guī)定的設(shè)備類型號和用戶自己規(guī)定的設(shè)備相對號，由操作系統(tǒng)進(jìn)行地址轉(zhuǎn)換，變成系統(tǒng)中的設(shè)備絕對號； ? I/O軟件的設(shè)計(jì)目標(biāo)： ?效率： 大多數(shù) I/O設(shè)備慢， I/O操作一般是系統(tǒng)瓶頸，很大程度上影響系統(tǒng)的性能和吞吐量。目前比較關(guān)注磁盤 I/O。 ?能夠在 低層 例程中隱藏大部分設(shè)備 I/O的細(xì)節(jié)， ?使得用戶進(jìn)程和 OS高層 可以通過一些通用的功能，如讀、寫、打開、關(guān)閉等查看 I/O設(shè)備。 用戶在編寫使用軟盤或硬盤上文件的程序時(shí)，無需為不同的設(shè)備類型而修改程序就可以使用 ?統(tǒng)一命名。 ? 為了實(shí)現(xiàn)用戶程序與物理設(shè)備的無關(guān)性，在用戶程序中不要直接使用物理設(shè)備名（或者設(shè)備的物理地址），而只能使用邏輯設(shè)備名。邏輯設(shè)備究竟和哪一個(gè)具體的物理設(shè)備相對應(yīng)，還要由系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)時(shí)的設(shè)備忙、閑情況來決定或者由系統(tǒng)管理員指定。 Control(Device Driver) Hardware Communications Architecture ?邏輯 I/O： 將設(shè)備當(dāng)作一個(gè)邏輯資源，不涉及實(shí)際的設(shè)備控制的細(xì)節(jié) : ?針對 用戶接口， 提供抽象的命令，如： Open, Close, Read, ?針對 通信設(shè)備， 則是通信體系結(jié)構(gòu)如網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧 ； ?針對 文件存儲設(shè)備， 是文件系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)控制； ?設(shè)備 I/O： 邏輯設(shè)備與物理設(shè)備間的過渡協(xié)調(diào)機(jī)構(gòu)。 請求的操作和數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)換成適當(dāng)?shù)?I/O指令序列、通道命令和控制器指令。 如 I/O操作的排隊(duì)，設(shè)備控制和狀態(tài)維護(hù)、中斷處理。 Spooling 命名，保護(hù)，阻塞，緩沖，分配 建立設(shè)備寄存器；檢查狀態(tài) 當(dāng) I/O結(jié)束時(shí)，喚醒驅(qū)動(dòng)器 執(zhí)行 I/O操作 I/O系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)及每層的主要功能 ? 用戶進(jìn)程層 執(zhí)行輸入輸出系統(tǒng)調(diào)用，對 I/O數(shù)據(jù)進(jìn)行格式化 ? 獨(dú)立于設(shè)備的軟件 實(shí)現(xiàn)設(shè)備的命名、設(shè)備的保護(hù)、成塊處理、緩沖技術(shù)和設(shè)備分配； (邏輯 I/O) ? 設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序 設(shè)置設(shè)備寄存器、檢查設(shè)備的執(zhí)行狀態(tài) ? 中斷處理程序 負(fù)責(zé) I／ O完成時(shí)，喚醒設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序進(jìn)程，進(jìn)行中斷處理 ? 硬件層 實(shí)現(xiàn)物理 I／ O的操作 I/O系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)及每層的主要功能 練習(xí)題 描述設(shè)備管理軟件的層次結(jié)構(gòu)，并說明以下的工作各在 I/0軟件層次的哪一層？ ? 維護(hù)一個(gè)最近使用的塊的緩沖。 ? 向設(shè)備寄存器寫命令。 ? 緩沖區(qū)所在的位置： 內(nèi)存，控制器或外設(shè)（ 多級緩沖機(jī)制） ? 硬件緩沖， 如 I/O控制器 中的數(shù)據(jù)緩沖寄存器 ? 軟件緩沖： 在 內(nèi)存 畫出一個(gè)具有 n個(gè)單元的專用緩沖區(qū)。 ?如果用 忙等待方式， 則浪費(fèi)大量 CPU時(shí)間； ?如果是 阻塞方式 ，則進(jìn)程阻塞在設(shè)備的 I/O請求隊(duì)列中。（進(jìn)程在等待 I/O操作結(jié)果之前被換出，等待 I/O事件，而 I/O操作也被阻塞，等待該進(jìn)程被換入。 ?匹配 CPU或用戶應(yīng)用進(jìn)程與外設(shè)的不同處理 速度 ?減少對 CPU的中斷次數(shù)： ?提高 CPU和 I/O設(shè)備之間以及各個(gè) I/O設(shè)備之間的處理并行性 。 緩沖－ 用途 ? 單緩沖 (single buffer)： 當(dāng)一個(gè)用戶進(jìn)程發(fā)出 I/O請求時(shí)， OS給該操作分配一個(gè)位于主存中系統(tǒng)部分的緩沖區(qū)。 ? 好處： ?用戶可以在下一塊數(shù)據(jù)正在讀入時(shí)
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