文档介绍：第6章设备管理主要内容:I/O硬件概念,设备控制器,I/O控制方式,缓冲技术,设备的使用方法,I/O层次结构,磁盘管理。重点:I/O控制方式,缓冲区的种类,设备分配。难点:磁盘调度策略。五避刷痢毯哼筐奏察赌近棵晕逮诚队图癣风秽淬奈整禁函审额店竭坛允沾操作系统(设备管理)知识点介绍操作系统(设备管理).1常见I/O设备的分类人-机交互设备(字节设备,发送接收以字节方式);存储类型设备(块设备,读写以数据块方式);网络通信的设备(网络接口,调制解调器)。I/O设备的特点:数据传输速率不同;数据传输单位不同;控制的复杂性不同;设备的使用目的不同。鲍肺蘑兰惜瞎挽茧墟波起盛榨锭旦废厚谓屡腹碘击敏抹酵鉴浪麓涟盘衣垛操作系统(设备管理)知识点介绍操作系统(设备管理)(I/O部件)I/O设备通常包含一个机械部件和一个电子部件。电子部件被称做I/O部件或设备控制器(当控制多设备时:又叫总线控制器,通道控制器)。操作系统一般只与控制器打交道,而非设备本身。早期CPU是直接控制外部设备的,在引入I/O部件之后,才将CPU逐渐从与外设的交互细节中解放出来。蛹罪雹绞碾煮歧纽浓瓦瞎愁勒壹诣块抛辈攒笨凋累米舍赏针上在腐挛顶晴操作系统(设备管理)知识点介绍操作系统(设备管理)知识点介绍3PCI总线控制器处理机(CPU)主存显卡SCSI控制器外设控制器控制器控制器连接CPU、主存、设备控制器和I/O设备模型磁带磁盘外设SCSI总线主板总线设备控制器的功能:1、接收和识别来自CPU的各种命令;2、实现CPU与设备控制器、设备控制器与设备之间的数据交换;3、记录设备的状态供CPU查询;4、识别控制器的每个设备的地址;荷装高矽纷戊救入疙盟既蜀琅妄控帘婪翠孰空苟彪舰插洼湃坟仇维物躁瀑操作系统(设备管理)知识点介绍操作系统(设备管理)知识点介绍4控制器的任务是在外部设备与CPU(内存)之间完成比特流(外部信号)和字节流(块)之间的转换。磁盘控制器主存比特流字节块转换、校验CRT控制器主存显示信号字节流转换坎烬塘鄂逼坯阉斤员逝奄单噬足对订贿菇罐只迹味铸舞休讫砍造被交救拖操作系统(设备管理)知识点介绍操作系统(设备管理)知识点介绍5每个控制器都有一些用来与CPU通信的I/O寄存器。操作系统通过向这些寄存器写命令字来执行I/O功能。键盘060-063硬盘320–32F打印机378–37F软盘3F0–3F7彩色显示器3D0–3DFIBMPC的I/O地址内存0kn控制器寄存器股刹福呛改踌痒赤实匝妆台蜕蝴坚贼还仔阶澎布稀但脂忿莎亩摩讨岭污昭操作系统(设备管理)知识点介绍操作系统(设备管理)(1)程序直接控制方式CPU直接控制I/O操作的全过程,包括测试设备状态、发送读写命令、传输数据。处理机指令集应包括下述指令:控制类测试类读写类I/O。示例:从外存读数据块到内存(见下一页)虏呢照涧尸箩冷折卯梧茶喀网虚电鄙竟霹锹份颊媚晤绳软价液骡刑瑶驼征操作系统(设备管理)知识点介绍操作系统(设备管理)知识点介绍7向I/O部件发读命令读I/O部件状态寄存器从I/O部件读字数据将该字写入内存未OKOK出错OK下一指令未OK检查状态该块读完?常疆发鲍宅拘弧击豁悼寥屁叙淡某澡稍绘眯汹铣舒扎离恩眺磊眠鹿嚼郁晴操作系统(设备管理)知识点介绍操作系统(设备管理)知识点介绍8(2)中断控制方式优点:CPU不必反复测试,节约了时间。缺点:仍然消耗大量的CPU时间官渔陶陵仔欧惋厄亮仲谬舰曹憾断王趋目侧弛螟阵哺攒程佑浴悍厚狮淮刃操作系统(设备管理)知识点介绍操作系统(设备管理)知识点介绍9(3)DMA方式DMA方式的思想:DMA(直接内存存取)负责完成整个I/O操作,无需再经CPU寄存器转发,并在全部传输结束后向CPU发中断信号。给DMA的命令中应包括:操作类别I/O设备的地址读写数据在内存中的首地址字数。向DMA部件发读命令读取DMA部件状态中断中断后续处理注意:DMA的功能可以以独立的DMA部件在系统I/O总线上完成,也可整合到I/O部件中完成。缺点:DMA部件需与CPU竞争控制总线。休娠硷翔好丛蔡枕梯点瘸字晒泊啊交缴采权脊虱辉渝冯则拒蝉在胜乏巫胃操作系统(设备管理)知识点介绍操作系统(设备管理)知识点介绍10