文章目录
5.1 I/O管理概述
5.1.1 I/O设备
1、人机交互类外部设备
2、存储设备
3、网络通信设备
一、按传输速率分类
1）低速设备 键盘、鼠标
2）中速设备 打印机
3）高速设备 磁带机、光盘机
二、按信息交换的单位分类
1）块设备 以块为单位
2）字符设备 以字符为基本单位
5.1.2 I/O控制方式
一、程序直接控制方式
程序直接对设备进行循环测试
二、中断驱动方式
- 由于程序
直接控制方式CPU利用率低，忙等，所以提出了中断驱动方式
三、DMA方式 数据的传输单位是 块
是一种不经过CPU而直接从主存存取数据的数据交换模式，在I/O和主存之间建立一条数据通路，只是逻辑上的通路 并不是物理通路
- CPU接收到I/O设备的DMA请求时，它给I/O控制器发出一条命令，启动DMA控制器
- DMA控制器直接与主存进行交互
- 传送完成，DMA控制器发送一个中断信号给CPU
只有在传送开始和结束时才需要CPU的参与
| 中断驱动方式 | DMA方式 |
|---|---|
| 每个数据需要传输时中断 | 所要传送的一批数据全部结束时才中断CPU |
四、通道控制方式 [硬件]
- 通道控制方式是为了解决
DMA方式连续存储的问题
*
一个通道可以控制多个I/O控制器
I/O控制器可以控制多个工人设备
5.1.3 I/O子系统的层次结构
每一层利用下一层提供的服务
5.2 I/O核心子系统
5.2.1 I/O子系统概述
5.2.2 I/O调度概念
磁盘调度其实就是I/O调度的一种
5.2.3 高速缓存和缓冲区
1、磁盘高速缓存
2、缓冲区
1）单缓冲
2）双缓冲
3）单缓冲和双缓冲通信时的区别
4）循环缓冲
缓冲区为一个循环队列
5）缓冲池
3、高速缓存与缓冲区对比
5.2.4 设备的分配与回收
1、设备分配概述
独占式设备：只允许各个进程串行使用设备
共享式设备：允许多个进程“同时使用”设备 （宏观同时，微观交替）
2、设备分配的数据结构
设备、控制器、通道之间的关系
设备控制表(DCT) 每个设备配置一张DCT，用于记录设备情况
控制器控制表(COCT) 每个设备控制器对应一张COCT，根据COCT信息对控制器进行操作和管理
通道控制表(CHCT) 每个通道对应一张CHCT，对通道进行操作和管理
系统设备表(SDT) 整个系统只有一张SDT，记录已连接到系统中的所有物理设备的情况
3、设备分配的步骤
4、设备分配的安全性
死锁的避免：银行家算法
5.2.5 SPOOLing技术(假脱机技术) 前提是多道程序
提高了I/O的速度；将独占设备变为共享设备；实现了虚拟设备的功能
提高单机资源利用率的关键技术时 多道程序设计
1.什么是脱机技术
2.输入井和输出井 预输入程序
3.输入缓冲区和输出缓冲区 井管理程序
4.输入进程和输出进程 缓输出程序
共享打印机原理分析—假脱机技术的一种应用
（1）先申请缓冲区 (在内存中)，并将打印的数据送到缓冲区。
（2）为用户申请空白的 打印请求表(存放打印信息的地址等信息) 挂到文件队列
（3）打印机空闲，取出 打印请求表 将数据从输入井 (磁盘中) 传到 输出缓冲区(内存中) ，再输出到打印机进行打印。
- 打印请求完成后，请求表从打印队列中删除，执行后续打印任务
