文档介绍：1
2018/2/15
阜阳师范学院计算机与信息学院
第6章输入输出系统
I/O系统的功能、模型和接口
I/O设备和设备控制器
中断机构和中断处理程序
设备驱动程序
与设备无关的I/O软件
用户层的I/O软件
缓冲区管理
磁盘存储器的性能和调度
基本任务是完成用户提出的I/O请求,提高I/O速率以及改善I/O设备的利用率。
主要功能有缓冲区管理、设备分配、设备处理、虚拟设备及设备独立性等。
主要对象是I/O设备和相应的设备控制器
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I/O系统的功能、模型和接口
I/O系统的基本功能
I/O系统的层次结构和模型
I/O系统接口
I/O系统:用于实现数据输入、输出及数据存储的系统。
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I/O系统的基本功能
(1) 隐藏物理设备的细节
(2) 与设备的无关性
(3) 提高处理机和I/O设备的利用率
(4) 对I/O设备进行控制
(5) 确保对设备的正确共享
(6) 错误处理
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I/O系统的层次结构和模型
(1) I/O软件的层次结构
(2) I/O系统中各种模块之间的层次视图
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(1) I/O软件的层次结构
用户层I/O软件,实现与用户交互的接口
设备独立性软件
设备驱动程序
中断处理程序
(2) I/O系统中各种模块之间的层次视图
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I/O系统接口
(1) 块设备接口
控制磁盘存储器和光盘存储器设备的输入或输出
(2)流设备接口
控制字符设备的输入或输出
(3)网络通信接口
提供相应的网络软件和网络通信接口
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I/O设备和设备控制器
(一) I/O设备的类型
1)按设备的使用特性/操作特性分类
(1) 存储设备(2) 输入/输出(I/O)设备
2)按设备的传输速率分类
(1) 低速设备(2) 中速设备(3) 高速设备
3)按信息交换的单位分类
(1) 字符设备(2) 块设备
4)按设备的共享属性分类
(1) 独占设备(2) 共享设备(3) 虚拟设备
I/O设备
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(二) 设备与控制器之间的接口
CPU―――控制器―――设备
设备控制器:是在CPU与I/O设备之间的硬件接口,它接收CPU命令,控制一个或多个I/O设备.
三种信号:
(1)数据信号:双向,有缓存
(2)控制信号:控制器发给设备;要求其完成相关操作
(3)状态信号:设备发给控制器;
缓冲
转换器
控制逻辑
信号
数据
数据信号线
状态信号线
控制信号线
设备控制器
I/O
设备
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(一) 设备控制器的基本功能
1)接收和识别命令
2)数据交换
3)标识和报告设备的状态
设备控制器
4)地址识别
5)数据缓冲
6)差错控制