考研操作系统讲义设备管理.pptxVIP

第五章设备管理;5.1I/O系统;2)按信息交换单位分类

可将I/O设备分成两类。第一类是块设备(BlockDevice)，这类设备用于存放信息。因为信息存取总是以数据块为单位，故而得名。它属于有结构设备。经典块设备是磁盘，每个盘块大小为512B~4KB。磁盘设备基本特征是其传输速率较高，通常每秒钟为几兆位；另一特征是可寻址，即对它可随机地读/写任一块；另外，磁盘设备I/O常采取DMA方式。第二类是字符设备(CharacterDevice)，用于数据输入和输出。其基本单位是字符，故称为字符设备。;3)按设备共享属性分类

这种分类方式可将I/O设备分为以下三类：

独占设备。

(2)共享设备。

(3)虚拟设备。;2.设备与控制器之间接口;5.1.2设备控制器;2.设备控制器组成;5.1.3I/O通道;2.通道类型;2)数组选择通道(BlockSelectorChannel);3)数组多路通道(BlockMultiplexorChannel)

数组选择通道虽有很高传输速率，但它却每次只允许一个设备传输数据。数组多路通道是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(设备)分时并行操作优点相结合而形成一个新通道。它含有多个非分配型子通道，因而这种通道既含有很高数据传输速率，又能取得令人满意通道利用率。也正所以，才使该通道能被广泛地用于连接多台高、中速外围设备，其数据传送是按数组方式进行。;3.“瓶颈”问题;图5-5多通路I/O系统;5.1.4总线系统;1.ISA和EISA总线

1)ISA(IndustryStandardArchitecture)总线

这是为了1984年推出80286型微机而设计总线结构。其总线带宽为8位，最高传输速率为2Mb/s。之后很快又推出了16位(EISA)总线，其最高传输速率为8Mb/s，后又升至16Mb/s，能连接12台设备。

2)EISA(ExtendedISA)总线

到80年代末期，ISA总线已难于满足带宽和传输速率要求，于是人们又开发出扩展ISA(EISA)总线，其带宽为32位，总线传输速率高达32Mb/s，一样能够连接12台外部设备。;2.局部总线(LocalBus);5.2I/O控制方式;图5-7程序I/O和中止驱动方式流程;5.2.2中止驱动I/O控制方式;5.2.3直接存放器访问DMAI/O控制方式;2.DMA控制器组成;为了实现在主机与控制器之间???块数据直接交换，必须在DMA控制器中设置以下四类存放器：

(1)命令/状态存放器CR。用于接收从CPU发来I/O命令或相关控制信息，或设备状态。

(2)内存地址存放器MAR。在输入时，它存放把数据从设备传送到内存起始目标地址；在输出时，它存放由内存到设备内存源地址。

(3)数据存放器DR。用于暂存从设备到内存，或从内存到设备数据。

(4)数据计数器DC。存放此次CPU要读或写字(节)数。;3.DMA工作过程;5.2.4I/O通道控制方式;2.通道程序;操作;5.3缓冲管理;图5-10利用缓冲存放器实现缓冲;5.3.2单缓冲和双缓冲;2.双缓冲(DoubleBuffer);图5-13双机通信时缓冲区设置;5.3.3循环缓冲;2.循环缓冲区使用;3.进程同时;5.3.4缓冲池(BufferPool);2.Getbuf过程和Putbuf过程;3.缓冲区工作方式;5.4设备分配;2.控制器控制表、通道控制表和系统设备表;5.4.2设备分配时应考虑原因;2.设备分配算法;3.设备分配中安全性;5.4.3设备独立性;在实现了设备独立性功效后，可带来以下两方面好处。

1)设备分配时灵活性

2)易于实现I/O重定向;2.设备独立性软件;2)向用户层(或文件层)软件提供统一接口

不论何种设备，它们向用户所提供接口应该是相同。比如，对各种设备读操作，在应用程序中都使用read;而对各种设备写操作，也都使用write。;3.逻辑设备名到物理设备名映射实现;5.4.4独占设备分配程序