Zeichengerät
Zeichengerät (Zeichengerät) bezieht sich auf ein Gerät, das die Dateneingabe und -ausgabe in Zeicheneinheiten im Betriebssystem durchführt. Es kann sich um ein Hardwaregerät oder ein virtuelles Gerät handeln. Zeichengeräte lesen und schreiben Daten über Zeichenströme, d. h. sie verarbeiten Daten einzeln in der Reihenfolge der Zeichen.
In Linux-Systemen werden Zeichengeräte über Zeichengerätetreiber verwaltet. Zeichengerätetreiber sind für die Bereitstellung von Schnittstellen und Funktionen für den Zugriff auf das Gerät und die Verarbeitung von Lese- und Schreibvorgängen des Geräts verantwortlich.
Im Folgenden sind die Merkmale und Verwendungsszenarien einiger Zeichengeräte aufgeführt:
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Zeichenweises Lesen und Schreiben: Zeichengeräte führen Lese- und Schreibvorgänge in Form von Byteströmen durch und lesen und schreiben Daten Zeichen für Zeichen. Es eignet sich für Geräte, die Zeichen verarbeiten müssen, z. B. serielle Schnittstellen, Tastaturen, Mäuse usw.
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Pufferlos: Zeichengeräte haben normalerweise keine internen Puffer und Daten werden sofort zum Gerät übertragen oder vom Gerät gelesen. Dies bedeutet, dass die Lese- und Schreibvorgänge des Zeichengeräts in Echtzeit und ohne zusätzliche Latenz erfolgen.
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Sequentielle Zugriffe: Auf Zeichengeräte wird normalerweise sequentiell zugegriffen, dh Lese- und Schreibvorgänge werden in der Reihenfolge der Daten ausgeführt. Es unterstützt keinen Direktzugriff und kann nicht wie ein Blockgerät in Blöcken gelesen oder geschrieben werden.
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Zeichengeräte im Dateisystem: In Linux-Systemen können Zeichengeräte in Form von speziellen Dateien im Dateisystem vorhanden sein. Durch Öffnen und Bearbeiten dieser speziellen Dateien können Sie Zeichengeräte lesen und schreiben.
Zeichengeräte werden häufig in Betriebssystemen verwendet, einschließlich serieller Kommunikation, Druckertreiber, Soundkartentreiber usw. Wenn Sie ein bestimmtes Zeichengerät verwenden müssen, müssen Sie möglicherweise den entsprechenden Treiber laden und die entsprechende Bedienoberfläche und Funktionen verstehen.
Gerät blockieren
Blockgerät bezieht sich auf ein Gerät, das Daten in Einheiten von Blöcken fester Größe im Betriebssystem liest und schreibt. Jeder Block ist normalerweise 512 Byte oder größer und wird zum Speichern und Übertragen von Daten verwendet. Blockgeräte können Speichergeräte wie Festplatten, Solid-State-Laufwerke (SSD), optische Datenträger und Flash-Speicher sein.
Im Folgenden sind einige Funktionen und Verwendungsszenarien von Blockgeräten aufgeführt:
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Blöcke mit fester Größe: Blockieren Sie Lese- und Schreibvorgänge für Geräte in Blöcken mit fester Größe. Dies bedeutet, dass Daten in Blöcken übertragen werden und nicht Zeichen für Zeichen gelesen und geschrieben werden.
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Puffer: Blockgeräte verfügen normalerweise über interne Puffer, in denen Daten im Speicher zwischengespeichert und dann stapelweise zum Gerät übertragen oder vom Gerät gelesen werden. Dies kann die Effizienz beim Lesen und Schreiben von Daten verbessern und den häufigen Zugriff auf das Gerät reduzieren.
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Direktzugriff: Blockgeräte unterstützen Direktzugriff und können bestimmte Datenblöcke entsprechend der Blockadresse direkt lesen und schreiben. Dadurch kann das Blockgerät in beliebiger Reihenfolge gelesen und geschrieben werden, nicht nur beim sequenziellen Zugriff.
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Blockgeräte in Dateisystemen: In Betriebssystemen sind Blockgeräte normalerweise Teil einer Festplatte oder eines anderen Speichergeräts. Sie werden über das Dateisystem verwaltet und abgerufen. Das Betriebssystem unterteilt Blockgeräte in Blöcke fester Größe und verwendet ein Dateisystem, um diese Blöcke zu organisieren und zu verwalten.
Blockgeräte bieten Vorteile bei der Speicherung und Datenübertragung und eignen sich für Szenarien, die schnelles Lesen und Schreiben sowie Direktzugriff erfordern, wie z. B. Festplatten, SSDs usw. Über das Dateisystem können Benutzer problemlos auf Daten auf Blockgeräten zugreifen und diese verwalten. Im Betriebssystem ist der Blockgerätetreiber für die Verwaltung und Steuerung der Lese- und Schreibvorgänge des Blockgeräts verantwortlich.
der Unterschied
Zeichengerät und Blockgerät sind die beiden wichtigsten Möglichkeiten, auf Hardwaregeräte im Betriebssystem zuzugreifen. Sie haben folgende Unterschiede:
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Datenübertragungseinheit: Zeichengeräte übertragen Daten in Zeicheneinheiten, während Blockgeräte Daten in Blöcken übertragen. Zeichengeräte verarbeiten Byteströme, während Blockgeräte Datenblöcke fester Größe verarbeiten.
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Puffer: Blockgeräte verfügen oft über interne Puffer, um Daten zwischenzuspeichern, bevor sie auf die Hardware zugreifen. Zeichengeräte haben normalerweise keine internen Puffer und Daten werden sofort zum Gerät übertragen oder vom Gerät gelesen.
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Zugriffsmodus: Blockgeräte unterstützen den wahlfreien Zugriff und können Lese- und Schreibvorgänge in Blöcken ausführen. Auf Zeichengeräte wird normalerweise sequentiell zugegriffen, und Lese- und Schreibvorgänge können nur in der Reihenfolge des Bytestroms ausgeführt werden.
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E/A-Vorgänge: Blockgeräte haben im Allgemeinen einen höheren Durchsatz und eine geringere Latenz und eignen sich für große Datenübertragungen. Zeichengeräte eignen sich für Szenarien, in denen Daten Zeichen für Zeichen verarbeitet werden.
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Dateisystemunterstützung: Blockgeräte werden häufig zum Aufbau von Dateisystemen verwendet, beispielsweise auf Festplatten. Zeichengeräte werden hauptsächlich zum Anschluss verschiedener Geräte wie serielle Schnittstellen, Drucker usw. verwendet.
Im Allgemeinen eignen sich Blockgeräte für Szenarien, in denen große Datenmengen gespeichert, gelesen und geschrieben werden, wie Festplatten, Solid-State-Laufwerke usw., während Zeichengeräte für Szenarien geeignet sind, in denen Benutzer zeichenweise mit Daten interagieren und diese verarbeiten Zeichen, wie serielle Schnittstellen, Tastaturen, Mäuse usw. .
In Linux-Systemen werden Zeichengeräte und Blockgeräte auf unterschiedliche Weise dargestellt und verwaltet. Spezifische Implementierungsdetails finden Sie im Linux-Kernel-Quellcode.