七章输入.ppt
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1、第7章 输入/输出管理,7.1 I/O管理概述 7.2 设 备 分 配 7.3 I/O软件层次 7.4 磁盘调度和管理,7.1 I/O管理概述 7.1.1 I/O设备分类和标识,1设备分类可以从不同角度对外部设备进行分类,按照工作特性可把它们分成存储设备和输入/输出设备两大类。(1)存储设备它们是计算机用来存储信息的主要设备。(2)输入/输出设备还可以从其他角度对设备进行分类。例如:按传输速率的快慢;按设备的共享属性分类,分为独占设备、共享设备和虚拟设备;,7.1.1 I/O设备分类和标识,2设备标识系统按某种原则为每台设备分配惟一的号码,用做硬件(设备控制器)区分和识别设备的代号,称做设备绝
2、对号(或绝对地址)。操作系统为每类设备规定了一个编号,称做设备类型号。如在UNIX系统中,设备类型号称做主设备号。设备相对号,是用户自己规定的所用同类设备中的第几台。,7.1.3 设备控制器,I/O设备一般由机械和电子两部分组成。电子部分称做设备控制器或适配器操作系统总是通过设备控制器实施对设备的控制和操作。控制器是可编址的设备。1控制器接口设备控制器有两个方向的接口:一个是与主机之间的系统接口;另一个是与设备驱动电路之间的低层次接口。,7.1.4 I/O系统的控制方式,1程序控制直接传递方式2程序查询方式3中断控制方式其基本工作过程是:CPU执行设备驱动程序,发出启动I/O设备的指令,使外设
3、处于准备工作状态。然后,CPU继续运行程序,进行其他信息的处理。I/O控制器按照I/O指令的要求,启动并控制I/O设备的工作。,7.1.4 I/O系统的控制方式,当输入就绪、输出完成或发生错误时,I/O控制器便向CPU发送一个中断信号。CPU接收到中断信号后,保存少量的状态信息。然后将控制传送给中断处理程序。中断处理程序确定中断原因,执行相应的处理工作,最后退出中断,返回中断前的执行状态。CPU恢复对被中断任务的处理工作。4直接存储器访问方式(1)DMA控制方式的引入(2)DMA的传送操作,7.1.4 I/O系统的控制方式,图7-3 DMA传送操作,5独立通道方式(1)通道的引入为使CPU摆脱
4、繁忙的I/O事务,现代大、中型计算机都设置了专门处理I/O操作的机构,这就是通道。通道程序由通道执行的指令组成。(2)通道类型 字节多路通道。它以字节作为信息输送单位,服务于多台低速I/O设备。选择通道。它在同一时间里只能为一台设备服务。主要用于连接高速外部设备 成组多路通道。它结合字节多路通道分时操作和选择通道高速传送的优点,广泛用于连接高速和中速设备。6I/O处理器方式,7.1.5 I/O管理的功能,1I/O软件的主要目标(1)与设备无关也称设备独立性。就是说,用户程序应与实际使用的物理设备无关,由操作系统考虑因为实际设备不同而需要使用不同的设备驱动程序等问题。(2)统一命名(3)层次结构
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