操作系統(tǒng)設(shè)備管理ppt57頁(yè))-在線瀏覽
2025-02-22 06:39本頁(yè)面
【正文】 I/O ? 設(shè)備控制器接受命令后，就獨(dú)立于 CPU去完成命令指定的任務(wù)。 數(shù)據(jù)傳送控制方式 ? 外設(shè)接受了 CPU的 I/O命令，隨后即獨(dú)立于 CPU進(jìn)行 I/O操作，這時(shí) 外設(shè)與 CPU并行 ，即在外設(shè) I/O的同時(shí)， CPU在運(yùn)行其它進(jìn)程。 ? 早期采用“被動(dòng)式”，控制器設(shè)置一個(gè)完成標(biāo)志，等待 CPU來查詢，即 程序直接控制 方式。 ? 直接存儲(chǔ)器存取 方式（ DMA）和 通道控制 方式也是基于中斷的主動(dòng)型的數(shù)據(jù)傳輸控制方式。 數(shù)據(jù)傳送控制方式 二、程序直接控制方式 向控制器發(fā)讀命令 讀控制器狀態(tài) 檢查狀態(tài) 從控制器中讀入字 向存儲(chǔ)器中寫字 傳送完成？ 出錯(cuò) 未就緒 未完成 完成 下條指令 CPU→I/O I/O→CPU I/O→CPU CPU→ 內(nèi)存 就緒 以讀為例，說明程序直接控制 I/O方式 167。 ?此外， CPU與 I/O設(shè)備只能串行工作，整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)效率低下。 數(shù)據(jù)傳送控制方式 三、中斷方式 以讀為例，說明中斷控制 I/O方式 向控制器發(fā)讀命令 讀控制器狀態(tài) 檢查狀態(tài) 從控制器中讀入字 向內(nèi)存中寫字 傳送完成？ 出錯(cuò) 未完成 完成 下條指令 CPU→I/O I/O→CPU I/O→CPU CPU→ 內(nèi)存 就緒 CPU做其它事 中斷完成信號(hào) 167。 I/O操作完成，設(shè)備控制器立即向 CPU發(fā)中斷完成信號(hào)； CPU接到信號(hào)響應(yīng)該中斷，立即轉(zhuǎn)中斷處理程序； 由中斷處理程序把數(shù)據(jù)從設(shè)備控制器傳送到內(nèi)存。 167。 CPU I/O設(shè)備 內(nèi)存 DMA（ Direct Memory Access） DMA方式 在外設(shè)與內(nèi)存之間開辟了直接交換數(shù)據(jù)的通路 ， 使用于磁盤等高速 I/O設(shè)備 。 形成了 以內(nèi)存為中心 組織的數(shù)據(jù)傳送 。 數(shù)據(jù)傳送控制方式 DMA傳輸數(shù)據(jù)步驟： I/O， CPU做如下事： 內(nèi)存起始地址 →DMA控制器的地址寄存器 傳輸字節(jié)數(shù) →DMA控制器的字節(jié)計(jì)數(shù)器 啟動(dòng) DMA控制器 ，等待 I/O完成 ，成批數(shù)據(jù)傳送由字節(jié)計(jì)數(shù)器計(jì)算控制 ，向 CPU發(fā)中斷完成信號(hào) DMA中斷請(qǐng)求，轉(zhuǎn)中斷處理程序 ，喚醒被阻塞進(jìn)程 167。 數(shù)據(jù)傳送控制方式 五、通道方式 ? 通道介紹： ? 獨(dú)立于 CPU、專門用作 管理 I/O的處理機(jī) ，控制設(shè)備與內(nèi)存直接進(jìn)行數(shù)據(jù)交換 ? 通道有自己的 指令系統(tǒng) ，數(shù)量不多，僅涉及讀、寫、查詢、控制等功能；用以編寫 通道程序 ? 采用通道的系統(tǒng)中，主機(jī)與通道相連，通道與設(shè)備控制器相連，設(shè)備控制器與設(shè)備相連 167。 數(shù)據(jù)傳送控制方式 ? 通道方式工作步驟： 1. 一進(jìn)程提出 I/O請(qǐng)求， CPU把數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)交給通道（指明操作方向、設(shè)備號(hào)、通道號(hào)） 2. 該進(jìn)程阻塞， CPU隨即被調(diào)度給其它進(jìn)程 3. 通道按 CPU發(fā)來的啟動(dòng)命令，調(diào)用通道程序執(zhí)行（這時(shí)通道與 CPU并行工作），外設(shè)在通道程序的規(guī)定下，與內(nèi)存交換數(shù)據(jù) 4. 數(shù)據(jù)傳輸完畢，通道向 CPU發(fā)中斷請(qǐng)求 5. CPU響應(yīng)中斷，轉(zhuǎn)中斷處理程序，對(duì) I/O作善后處理，喚醒被阻塞的進(jìn)程成就緒態(tài)。 設(shè)備分配 ?在 OS的統(tǒng)一管理下，用戶進(jìn)程使用設(shè)備，須先提出 I/O請(qǐng)求，由 OS的設(shè)備管理程序進(jìn)行分配。 設(shè)備分配 一、設(shè)備屬性和設(shè)備分配方法 ：使用上具有排它性的設(shè)備，如打印機(jī)。 ：如磁盤，這類設(shè)備可由多個(gè)進(jìn)程同時(shí)使用，每個(gè)進(jìn)程只用其中一部分，在時(shí)間上則是交叉對(duì)設(shè)備進(jìn)行存取訪問。 167。 Spooling技術(shù)就是一個(gè)典型的實(shí)現(xiàn)虛擬設(shè)備的系統(tǒng)。 設(shè)備分配 二、 Spooling技術(shù) 基本思想： ?一些低速字符設(shè)備都是獨(dú)享設(shè)備，其使用具有排它性，不利于多道程序并行工作，影響系統(tǒng)效率。 167。 設(shè)備分配 ?預(yù)輸入程序 與 緩輸出程序 — 預(yù)輸入進(jìn)程 ? 將用戶要求的輸入數(shù)據(jù)， ? 從輸入設(shè)備 ?輸入緩沖區(qū) ?輸入井， ? 當(dāng) CPU需要輸入數(shù)據(jù)時(shí)，直接從輸入井讀入內(nèi)存。 167。 設(shè)備分配 ?系統(tǒng)對(duì)用戶請(qǐng)求的處理 當(dāng)用戶請(qǐng)求打印輸出時(shí)， SPOOLing系統(tǒng)中輸出進(jìn)程做如下 2件事： A） ?在輸出井申請(qǐng)一空閑盤塊區(qū) ? 將要打印的數(shù)據(jù)送入其中 B） ?為用戶申請(qǐng)空白的用戶請(qǐng)求打印表 ? 將用戶的打印請(qǐng)求填入表中 ? 把該表掛到請(qǐng)求打印隊(duì)列上。 以共享
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