文档介绍：第五章 设备管理 P160
计算机外部设备：计算机系统中除CPU和内存储器外,用来向计算机输入和输出信息的所有设备和装置,称为计算机外部设备〔也叫外围设备或I/O设备〕如键盘、鼠标、显示器、打印机等。
在现代计算机系统中CPU，也使得对I/O操作的组织、管理和完毕处理尽量独立。
2、通道是一种特殊的处理机，具有执行I/O指令的能力。通过执行通道程序来控制I/O操作。
3、通道与一般的处理机又有所不同：其指令类型单一，即由于通道硬件比较简单，其所能执行的指令主要局限于与I/O操作有关的指令。主要为与I/O有关的指令；通道没有自己的内存，与CPU共享内存。
I/O通道
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字节多路通道
含有非分配型子通道，其数量从几十到几百。每个子通道连接一台I/O设备。
子通道按时间片轮转方式共享主通道。
第一个子通道控制其I/O设备完成一个字节的交换后．便立即腾出字节多路通道(主通道)，让给第二个子通道使用，依此类推，所有通道轮转一周后重返回。
只要扫描每个于通道的速度足够快，而连接到子通道上的设备的速率较小时，不丢数据。
连接低速或中速设备时．便不丧失信息。
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1、字节多路通道
以字节为单位；以“分时〞方式效劳于多个I/O设备——多路
数据传送速率低，适于连接低速或中速设备
通道类型: 根据信息交换方式的不同可分为以下三类:
控制器C
控制器B
控制器A
控制器
控制器N
A1B1C1
A2B2C2
A1A2A3
子通道A
B1B2B3
C1C2C3
N1N2N3
子通道B
子通道C
子通道N
P187 图 5 - 3 字节多路通道的工作原理图
多个非分配型子通道，按时间片轮转方式共享主通道。
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以数组为单位，可以连接多台高速设备
只有一个分配型子通道，设备独占通道
一段时间内只能执行一道通道程序控制一台设备进展数据传送。数据传送速率高，通道利用率低
2、数组选择通道
3、数组多路通道
以数组为单位
分时服务于多个设备
数据传送速率高，通道利用率高
将数组选择通道传输速率高和字节多路通道能使各
子通道分时并行操作的优点相结合形成。
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“瓶颈〞问题
I/O性能经常成为系统的瓶颈
〔1〕CPU性能不等于系统性能
响应时间也是一个重要因素
〔2〕CPU性能越高，与I/O差距越大
弥补：更多的进程
〔3〕进程切换多，系统开销大
通道价格昂贵，使机器中的通道数量势必较少，这往往使它成了I/O的瓶颈。
解决“瓶颈〞问题的最有效的方法，便是增加设备到主机间的通路而不增加通道。
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通道1
存储器
通道2
控制器2
控制器1
控制器3
控制器4
设备7
设备6
设备5
设备4
设备3
设备2
设备1
“瓶颈〞问题：单通路系统
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多通路:解决“瓶颈〞问题的方法〔交叉连接〕
存储器
通道2
控制器2
通道1
控制器1
I/O设备
I/O设备
I/O设备
I/O设备
多通路I/O系统
在不增加通道的情况下，增加设备到主机间的通路： （把一个设备连接到多个控制器上，一个控制器又连接到多个通道上）
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总线系统
将计算机系统中的各个子系统〔CPU、内存、外设等〕相互连接，且连接是共享的。在计算机系统中，各个功能部件都是通过总线交换数据。通常,主板上的一些用于扩大PC机功能的标准扩展插槽,就是我们所能见到的PC总线形式.
优点：低本钱〔一线多用〕
灵活性〔易于增加设备
便于两个系统间共享外设〕
总线的缺点：本身形成了通讯瓶颈，限制I/O的吞吐量
总线分类：数据总线、地址总线、控制总线
总线带宽，用于衡量数据通信速度的快慢。定义为总线本身所能到达的最高传输速率，单位是兆字节每秒〔MB/s〕
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总线型I/O系统结构
总线系统
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系统总线的开展
总线的速度对系统性能有着极大的影响。因此，总线被誉为是计算机系统的神经中枢。
但相比CPU、显卡、内存、硬盘等功能部件，总线技术的提升步伐要缓慢得多。在PC开展的二十余年历史中，总线只进展三次更新换代，但它的每次变革都令计算机的面貌焕然一新。
早期的PC总线和ISA总线
PCI/AGP总线
目前主流的PCI Express、HyperT