外部设备：
存储型设备
I/O设备
设备管理的功能：
设备
中断处理
缓冲区管理
设备
分配和去配
设备
驱动调度
实现
虚拟设备
I/O控制方式
轮询：查询指令——读写指令——转移指令
会中止原程序的执行。主机不能充分发挥功效，整个系统效率很低
中断
核心思想：
允许I/O设备主动打断CPU的运行
不必忙式轮询
响应中断请求后必须停止现行程序
DMA（Direct Memory Access）
直接存储器存取
无需CPU干预，
只有当整个数据块传送结束后，处理器才被中断
CPU总是把总线占有权让给DMA，“周期窃取”，降低CPU处理效率
每发出一次
I/O指令只能读写一个数据块
通道（
I/O处理器
）
完成内存和设备之间的信息传送，
与CPU并行工作
CPU需要完成一组相关的读写操作与有关控制时，
只需要向通道发送一条
I/O指令。通道完成传送时向CPU发送中断请求
通道程序是由一系列通道指令所构成的
DMA与通道的区别：（通道的自主权更大）
DMA需要CPU来控制传输的数据块大小，内存位置。通道则自行控制
DMA控制器对应一台设备与内存传递数据。通道控制多台设备与内存的数据交换
独立于设备的I/O软件
设备命名与保护
提供与设备无关的块尺寸
缓冲技术
设备分配和状态跟踪
错误处理和报告
设备驱动程序：
逻辑I/O转化为物理
I/O
缓冲技术：
目的：
协调CPU与设备的速度
逻辑记录大小与物理记录大小不一致的问题
提高并行性
减少中断
单缓冲
双缓冲
多缓冲
磁盘调度算法：（P270）
先来先服务FCFS
最短寻找时间优先
扫描算法（必须扫描到头）
循环扫描算法（总是从0号柱面至最大号柱面顺序扫描，然后直接返回0，需要扫描到头）
分步扫描算法（分N个子队列）
电梯算法（LOOK
）（不用扫描到头）
提高磁盘I/O速度的办法：
提前读
延迟写
虚拟盘（RAM盘）：内存空间去仿真磁盘，拥有立即存取的优点
虚拟设备
原理：
缓冲区：输入缓冲区“预输入”与输出缓冲区“缓输出”
好处：
设备利用率提高
作业运行时间缩短
SPOOLing技术：独占型设备变成共享设备的一种技术
预输入：输入磁盘的输入缓冲区
井管理
井文件存放方式：连接方式与计算方式
缓输出：数据暂存磁盘的输出缓冲区
题目部分：
I/0软件一般分为四个层次：用户层、与设备无关的软件层、设备驱动程序以及中断处理程序。试说明以下各个工作是在哪一层完成的？
1. 向设备寄存器写命令；
2. 检查用户是否有权使用设备；
3.将二进制整数转化成ASCII码以便打印。
逻辑地址转换为物理地址
设备缓冲区管理
唤醒请求 I/O 的进程
检查设备状态寄存器内容
(1)在设备驱动程序。
(2)与设备无关的软件层。
(3)用户层。
在操作系统 I/O 软件
操作系统 I/O 软件
设备驱动程序
在 I/O 中断处理程序
I/0 软件分为四个层次：用户 I/O 软件、与设备无关的 OS I/O 软件、设备驱
动程序以及 I/O 中断处理程序。试说明以下各个工作是在哪一层完成的？
（3） 设备状态跟踪。
（5） 处理设备 I/O 中发生的故障
自己的理解：
与设备无关的软件层
I/O 中断处理程序
1、旋转型设备上信息的优化分布能减少为若干个I/O服务的总时间。设磁鼓上分为20个区，每区存放一个记录，磁鼓旋转一周需20毫秒，读出每个记录平均需用1毫秒，读出后经2毫秒处理，再继续处理下一个记录。在不知当前磁鼓位置的情况下：（1）顺序存放记录1、……，记录20时，试计算读出并处理20个记录的总时间；（2）给出优化分布20个记录的一种方案，使得所花的总处理时间减少，且计算出这个方案所花的总时间。
答：定位第1个记录需10ms。读出第1个记录，处理花2ms，这时已到了第4个记录，再转过18个记录(花18ms)才能找到记录2，所以，读出并处理20个记录的总时间：
10+3+(1+2+18)×19=13+21×19=412ms
如果给出优先分布20个记录的方案为：1，8，15，2，9，16，3，10，17，4，11，18，5，12，19，6，13，20，7，14。当读出第1个记录，花2ms处理后，恰好就可以处理记录2，省去了寻找下一个记录的时间，读出并处理20个记录的总时间：
10+3+3×19=13+247=260ms
