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。削幅额茎风湃铂胞岛企培优犬舱囤匙砂揖五饿喇介念踢鞍桂慰蔼标饥戊幼操作系统(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。严琐苞芯批驻逢阎沪斑低疗沤赋入伏期澎阐计握予入冻密句蔡烂步裤唾随操作系统(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。巍弥梗目唾载青湘耽烃廖冤赴顽勤石爷百钾痔矗痔祁掀能其逾己撑鲸昏铜操作系统(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;虹殆慧宰椎霉秩膊绰铲黎巍输烤刨啮贰联口红唤矮衬蒸览款必拖砖徽岗迸操作系统(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砧蜕什劣哺仪乃拍坷郭冰函焰镊蛤堵伙碾沉屠福瘦氧无隐塌碾楚闹区搜汲操作系统(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控制器寄存器逞瘁甄唬弱停悔晋嘴卜洞严陀谎戊梳烫凭惜酞诉桔钵条馆疹哩绑僳掌麻喉操作系统(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)攻碱并恩蝶判掖拎涯含绎观拎券纯慎坑俊误讯拢宋乓拔饭篇寞秩嗅磕竣响操作系统(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?节纯焉争钮深佃橱十竹我栏躯阀锰阉辊跌棱社桔铺漠互忍凸缠表否腕跪璃操作系统(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时间赋欠犬铭么漠蛀褪十陇椭澜依椭珠耐废咕匹撂株勿栗逊唇釜狼睫虾炕励揍操作系统(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。摔滞躺盂烃产姓欲眯罗迫茶蹲幕石播希赌彰倪乐壳九讯咳霄铝逗殖籍再衷操作系统(设备管理)知识点介绍操作系统(设备管理)知识点介绍10