操作系统6_输入输出系统
文章目录
- 操作系统6_输入输出系统
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- 1. I/O功能、模型接口
- 2. I/O设备及控制器
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- 2.1 I/O设备
- 2.2 设备与控制器接口
- 2.3 设备控制器
- 2.4 通道
- 3. 中断及处理
- 4. 设备驱动程序
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- 4.1 驱动程序的功能和特点
- 4.2 驱动程序的处理过程
- 4.3 设备控制方式
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- 4.3.1 程序I/O方式
- 4.3.2 中断驱动I/O控制方式
- 4.3.3 DMA I/O控制方式
- 4.3.4 I/O通道控制方式
- 5. 设备无关I/O软件
- 6. 用户层I/O软件
- 7. 缓冲区管理
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- 7.1 缓冲的引入
- 7.2 单缓冲和双缓冲
- 7.3 循环缓冲
- 7.4 缓冲池buffer pool
- 8. 磁盘管理
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- 8.1 磁盘性能简述
- 8.2 磁盘调度
- 9. 本章重点
1. I/O功能、模型接口
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I/O系统管理的主要对象：I/O设备、设备控制器
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主要任务
- 完成用户提出的I/O请求
- 提高I/O速率以及设备的利用率
- 为高层的进程使用设备提供方便手段
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I/O系统的基本功能
- 隐藏设备的物理细节：收发数据的速度、传输方向、表示形式等
- 与设备无关性
- 提高处理机和I/O设备的利用率：I/O设备并行操作；CPU与设备并行操作；减少CPU干预设备操作的概率
- 对I/O设备进行控制：轮询的可编程I/O方式；中断可编程I/O方式；直接存储器访问方式；1/O通道方式
- 对I/O设备的共享：独占设备；共享设备
- 错误处理
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I/O系统的层次结构
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I/O系统接口
- 块设备接口
- 如磁盘、光盘等
- 数据存取以块为单位进行，传输速率较高，数MB-数十MB/每秒
- 采用DMA方式，可寻址
- 流设备（字符设备）
- 如键盘、打印机等
- 数据存取和传输以字符为单位，传输速率较低，几个字节-数干字节/每秒
- 采用中断驱动方式，不可寻址，顺序存取，多数属独占型
- 网络设备：数据传输以数据包为单位
- 块设备接口
2. I/O设备及控制器
2.1 I/O设备
- I/O设备是指执行I/O操作的机械部分
- 分类
- 按传输速率分类
- 低速设备：（几十-几百）/秒，如键盘、鼠标等
- 中速设备：（几千-几万）/秒，如打印机等
- 高速设备：（几百千-几十兆）/秒，如磁盘机等
- 按信息交换的单位分类
- 块设备（DMA）
- 字符设备（中断）
- 按设备的共享属性分类
- 独占设备
- 共享设备
- 虚拟设备
- 按使用特性分类
- 存储设备：外存储器
- I/O设备：输入设备、输出设备
- 交互式设备：显示器
- 按传输速率分类
2.2 设备与控制器接口
设备不直接与CPU通信，而是与设备控制器通信
2.3 设备控制器
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本质
- 执行控制I/O的电子部件，也称
