21/12/7 设备管理

设备管理

1. 控制器

控制器的任务是在外设与内存之间完成比特流与字节块之间的转换

1.1寄存器

每个控制器有几个寄存器,操作系统可以往里写东西

1.2数据缓冲区

有些控制器上有,用于大数据传输

1.2.1磁盘控制器

将位流组装为字节存入缓冲区中,形成字节为单位的块

2.控制方式

2.1 程序直接控制

cpu控制全过程

效率低下(CPU一直在等)

2.2中断控制

cpu发送指令,去干别的,等io设备准备好,利用中断通知cpu

2.3 DMA方式(适合高速大量的外设)

cpu启动指令->DMA控制器->(data)->启动外设

整个数据的传输都是在DMA控制下进行的

2.4通道控制方式

cpu连接多个通道,通道连接多个控制器,再连接外部设备

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3.设备I/o子系统

申请设备

将数据写入设备

从设备读取数据

释放设备

分时式共享使用设备

以一次IO为单位分时使用设备

SPOOLING方式使用外设

利用磁盘上的输入输出并模拟高速外设

IO的组成

I.O交通管制程序

调度程序

设备处理程序

基本思想:分层构建,较低层为较高层服务,使较高层独立于硬件,为用户提供统一接口

I/O设计目标

设备独立性–使软硬件相对独立,给上层软件更好的可移植性

设备统一命名-每种设备都是有名称的,如何命名以方便系统管理和用户使用是一个重要的问题

采取预先设计的,统一的逻辑名称

出错处理:数据尽可能在接近硬件层处理,仅当低层无能为力时,才将错误上交

缓冲技术:设法使数据的到达率和离去率匹配,提高系统的吞吐量

设备的分配:共享设备和独占设备的分配问题