操作系統原理之I/O設備管理(第六章上半部分)

来源:https://www.cnblogs.com/jalja/archive/2019/09/17/11502765.html
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緩衝區是⽤來保存兩個設備之間或設備與應⽤程式之間傳輸數據的記憶體區域 由於CPU的速度遠遠⾼於I/O設備,為了儘可能使CPU與設備並⾏⼯作,提⾼ 系統的性能,通常需要操作系統在設備管理軟體中提供緩衝區管理功能。 ...


一、I/O系統的組成

I/O系統不僅包括各種I/O設備,還包括與設備相連的設備控制器,有些系統還配備了專⻔⽤ 於輸⼊/輸出控制的專⽤電腦,即通道。此外,I/O系統要通過匯流排與CPU、記憶體相連。

I/O系統的結構:

 

 

 

 

 

 I/O設備的分類:

 

 

 

 

 

 

設備控制器:

 

 

 

 

 

 I/O通道:⼀種特殊的處理機,它具有執⾏I/O指令的能⼒,並通過執⾏通道程式來控制I/O操作;⼤型主機系統中專⻔⽤於I/O的專⽤電腦

 二、 I/O控制方式

 

 *********************************輪詢控制方式*****************************************

 

 ********************************************中斷控制⽅式*****************************************

 

 **************************************DMA控制⽅式*************************************

***************************************************************************************************

 

當CPU要從磁碟讀⼊⼀個數據塊時,就向磁碟控制器發送⼀條讀命令。

該命令被送到DMA的命令寄存器CR中,同時CPU將本次讀⼊數據將要放在記憶體中的起 始地址送DMA的MAR寄存器,將本次要讀的位元組數送⼊DC寄存器。

然後啟動DMA控制器進⾏數據傳輸,在DMA控制輸⼊過程中,CPU可以執⾏其他的進 程,當本次讀⼊的數據全部傳輸完畢後,DMA向CPU發送中斷請求。

三、 緩衝管理 Chapter

緩衝區是⽤來保存兩個設備之間或設備與應⽤程式之間傳輸數據的記憶體區域 由於CPU的速度遠遠⾼於I/O設備,為了儘可能使CPU與設備並⾏⼯作,提⾼ 系統的性能,通常需要操作系統在設備管理軟體中提供緩衝區管理功能。

*****************************************緩存的引入*********************************

 

 ************************************單緩衝********************************************

 ************************************雙緩衝(緩衝交換)*******************************

 

 

 *************************************迴圈緩衝*******************************************

 在數據到達和數據離去的速度差別很⼤的情況下,需要增加緩衝區的數量

 

 

 四、 設備分配

設備分配中的數據結構:⽀持設備分配的數據結構需要記錄設備的狀態(忙或空閑)、設備類型等基本信息

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 設備分配:

設備分配應考慮以下3個因素:

設備的固有屬性:獨占性、共用性、可虛擬性

 

 

 設備分配演算法:

 

 設備分配⽅式:

 

 設備獨⽴性:

設備獨⽴性的基本含義:應⽤程式獨⽴於具體使⽤的物理設備

應⽤程式中,使⽤邏輯設備名稱來請求使⽤某類設備 系統在實際執⾏時,必須使⽤物理設備名稱.

 

 

 

 SPOOLing技術:

 

 

 


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