操作系统第6章-输入输出系统

《操作系统第6章-输入输出系统》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、以ppt为主，上课没讲的，不会考！！！计算机系统的一个重要组成部分是I/O系统。操作系统，仅给出设备驱动程序接口！！！下面一段，记住，背过！！！在该系统中包括（1L有用于实现信息1输入、2丄输出和3＞存储功能的设备（2I相应的设备控制器，（3L在有的大中型机中，还有I/O通道或I/O处理机。下面两段，后面仍会学，理解，也需背过!!设备管理的对象主要是I/O设备,还可能要涉及到设备控制器和I/O通道。而设备管理的基本任务是完成用户提出的I/O请求,提高I/O速率以及改善I/O设备的利用率。设备管理的主要功能有缓冲区管理、设备分配、设备处理、虚拟设备及实现设备独立性等。我们主要对I/

2、O设备和设备控制器等硬件作一扼要的阐述。"6.16.2较零碎，会考选择、填空！！！小题。”6.1I/O系统的功能、模型和接口（11I/O系统的主要任务P178完成用户提岀的I/O请求，提高I/O的速率，以及提高设备的利用率，并能为更高层的进程方便地使用这些设备提供手段。（2I/O系统的层次结构P1801）用户层I/O软件2）设备独立性软件3）设备驱动程序4）中断处理程序（3I/O系统接口P181根据设备类型的不同，可分为若干个接口。6.2I/O设备和设备控制器（重点！！！需要记住!!!!）,会岀题将分为以下两部分来了解I/O设备：（I）I/O设备的类型（2）设备与控制器之间的接

3、口（HI/O设备的类型（很重要！！每种分类标准,分为哪些类,都记住！！！）I/O设备的类型繁多，从0S观点看，其重要的性能指标有:数据传输速率、数据的传输单位、设备共享属性等。因而从以下不同角度进行分类。1）按传输速率分类P183”会填空!r1.低速设备：传输速率仅为每秒钟几个字节至数百个字节的一类设备。如键盘、鼠标、语音输入和输出设备等。2.中速设备：传输速率为每秒钟数干个字节至数万个字节的一类设备。如行式打印机、激光打印机等。3.高速设备：传输速率为每秒钟数百干个字节至数十兆字节的一类设备。如磁带机、磁盘机、光盘机等。2）按信息交换的单位分类P182,记住！！！要会填空！！1.

4、块设备：用于存储信息。对于信息的存取总是以数据块为单位o典型例子是磁盘。该类设备基本特征是传输速率较高,另一特征是可寻址。工作方式常采用DMA方式。1.字符设备：用于数据的输入和输出。基本单位是字符。如交互式终端、打E卩机等。其基本特征是传输速率较彳氐，另一特征是不可寻址。工作方式常采用中断方式。3）按设备的共享属性分类记住！！课本上没有！！1.独占设备:指在一段时间内只允许一个用户（进程）访问的设备,即临界资源。应互斥的访问之。如，打印机。2.共享设备指在一段时间内允许多个进程同时访问的设备。对每一时刻而言仍然是一个进程访问。如，磁盘。3.虚拟设备：指通过虚拟技术将一台独占设备变

5、换为若干台逻辑设备，供若干个用户（进程）同时使用。"纯说打印机是独占设备，若使用某技术z可以变成虚拟设备！！！r4）按设备的使用特性1.存磁备2.输入设备3.输出设备（2X设备与控制器之间的接口P183通常设备并不是直接与CPU进行通信，而是与设备控制器通信，因此,在设备与设备控制器之间有一接口，在该接口中有三种类型的信号，各对应一条信号线。（如图）I/O设备至设备控制器信号数据1.数据信号线用于在设备和设备控制器之间传送数据信号。对输入设备而言，由外界输入的信号经转换器转换后所形成的数据,通常先送入缓冲区中，当数据量达到一定量时,在从缓冲器通过一组数据信号线传送给设备控制器。对输

6、出设备而言,则是将从设备控制器经过数据信号线传送来的一批数据,先暂存于缓冲器中，经转换器作适当转换后逐个字符的输出。2.控制信号线作为设备控制器向I/O设备发送控制信号的通路。该信号规定了设备将要执彳亍的操作,如读（指由设备向控制器传送数据）或写操作（从控制器接收数据）,或执行磁头移动等操彳乍。3.状态信号线用于传送指示设备当前状态的信号。设备的当前状态有正在读（或写）；设备已读（写）完成，并准备好新的数据传送。设备控制器的组成一课本P185图6-46.2.4I/O通道P186（IXI/O通道设备的引入尽管有了设备控制器，已能大大减少CPU对I/O的干预，但当主机的外设很多时，CP

7、U的负担仍然很重。为此又在CPU和设备控制器之间增设了通道。其主要目的是为了建立独立的I/O操作，去解放CPU。在设置通道后，CPU只需向通道发送VI/O指令。通道完成任务后向CPU发中断信号。I/O通道是一种特殊的处理机。与一般处理机不同于两方面：>扌旨令类型单一，只用于I/O操作；>通道没有内存，它与CPU共享内存。（2L通道类型根据信息交换方式可分为以下三种类型：1）字节多路通道2）数组选择通道3）数组多路通道（3X"瓶颈"问题P188由于通道价格昂贵，致使数量