Gestión de E / S
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1. Los conceptos básicos y la clasificación de los dispositivos de E / S
Dos, controlador de E / S
1. Introducción y función del controlador de E / S
(1) Introducción del controlador de E / S
La CPU no puede controlar directamente las partes mecánicas del dispositivo de E / S, por lo que se necesita el controlador de E / S como intermediario. La CPU controla el controlador de E / S y el controlador de E / S controla las partes mecánicas del dispositivo.
(2) Función del controlador de E / S
2. La composición del controlador de E / S
3. Método de control de E / S
Cómo controlar la lectura / escritura de datos de los dispositivos de E / S
- Control directo del programa
(1) Frecuencia de intervención de la CPU
Muy a menudo, la CPU debe intervenir antes y después de que se complete la operación de E / S, y la CPU debe ser consultada continuamente mientras se espera que se complete la E / S
(2) Unidad de transmisión de datos: palabra
(3) El flujo de datos
Operación de lectura: dispositivo de E / S → registro → memoria
Operación de escritura: memoria → registro → dispositivo de E / S
2. Interrumpir el modo de conducción
Introducir un mecanismo de interrupción; después de que la CPU envía un comando de lectura / escritura, el proceso que espera E / S se bloqueará y cambiará a otro proceso; cuando se complete la E / S, el controlador enviará una señal de interrupción a la CPU, y la CPU manejará la interrupción Para completar la operación de lectura / escritura
(1) Frecuencia de intervención de la CPU
Cada operación de E / S requiere la intervención de la CPU antes y después de su
finalización. La CPU puede cambiar a otro proceso para ejecutar mientras espera la finalización de la E / S.
(2) Unidad de transmisión de datos: palabra
(3) El flujo de datos
Operación de lectura: dispositivo de E / S → registro → memoria
Operación de escritura: memoria → registro → dispositivo de E / S
3. Método DMA (acceso directo a la memoria)
(1) La unidad de transmisión de datos es bloque
(2) El flujo de datos es desde el dispositivo directamente a la memoria, o desde la memoria directamente al dispositivo, sin intervención de la CPU.
(3) La intervención de la CPU solo es necesaria al principio y al final del bloque de datos de transferencia
(4) La CPU le dice al DMA la operación que se realizará esta vez, la cantidad de datos que se operarán, la ubicación del almacenamiento de datos y otra información
(5) DMA completará la operación de acuerdo con los requisitos de la CPU y enviará una señal de interrupción a la CPU después de que se complete la E / S
4. Método de control de canales
El canal es un tipo de hardware, que puede entenderse como una "CPU pobre", que puede reconocer y ejecutar instrucciones de canal.
(1) Frecuencia de intervención de la CPU
La frecuencia es muy baja y el canal ejecutará el programa de canal correspondiente de acuerdo con las instrucciones de la CPU. Solo después de que se complete la lectura / escritura de un conjunto de bloques de datos, se requiere una señal de interrupción para solicitar la intervención de la CPU.
(2) La unidad de transmisión de datos: un grupo de bloques de datos
(3) El flujo de datos
Operación de lectura: dispositivo de E / S → memoria
Operación de escritura: memoria → dispositivo de E / S
5. Revisión de conocimientos
Cuarto, jerarquía de software de E / S
Software de independencia del dispositivo: las funciones que no tienen nada que ver con las características del hardware del dispositivo se realizan casi todas en esta capa
Cinco, gestión de búfer
1. Función tampón
Nota: Cuando los datos del búfer no están vacíos, los datos no se pueden vaciar en el búfer, pero los datos solo se pueden transferir desde el búfer; cuando el búfer está vacío, los datos se pueden vaciar en el búfer; solo cuando el búfer está lleno Obtener salida de datos
2. Búfer único
3. Doble búfer
4. Tampón circular
