文档介绍：1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。 I/ 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。3 设备控制器(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。4 PCI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;5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6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。键盘硬盘打印机软盘彩色显示器060 - 063320 – 32F378 – 37F3F0 – 3F73D0 – 3DFIBM PC的I/ I/O控制方式(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)8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?9(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10(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。