OSS08输入输出管理

1、设备分类&＃xff1a;

1、存储设备&＃xff1a;块设备&＃xff0c;是存储信息的设备&＃xff0c;如&＃xff1a;磁盘、磁鼓。(以块为单位传输信息)

2、输入输出设备&＃xff1a;字符设备&＃xff0c;能将信息从计算机外部输入到机内&＃xff0c;或反之。(以字符为单位传输信息)

3、通信设备&＃xff1a;负责计算机之间的信息传输&＃xff0c;如调制解调器、网卡等

2、设备管理的目标&＃xff1a;提高设备利用率、方便用户的使用

3、设备管理功能&＃xff1a;状态跟踪、设备分配与回收、设备控制

4、设备是最为稀缺的&＃xff0c;因此设备操作是高优先级的

5、设备独立性&＃xff1a;用户在编制程序时所使用的设备与实际使用的设备无关&＃xff0c;也就是在用户程序中仅使用逻辑设备名。

6、设备独立性的优点

方便用户

改善设备利用率

提高系统的可扩展性和可适应性

7、DCB设备控制块&＃xff1a;系统为每一台设备都配置了一个用来记录设备的硬件特性、连接和使用情况的一组数据&＃xff0c;称为设备控制块

8、缓冲技术&＃xff1a;主要以软件为主&＃xff1b;

缓冲是两种不同速度的设备之间传输信息时平滑传输过程的常用手段。

9、为什么要引入缓冲&＃xff1a;

处理数据流的生产者与消费者间的速度差异

协调传输数据大小不一致的设备

应用程序的拷贝语义

10、

2、3需要同步

11、

2、2可以并发进行

3、3可以并发进行

12、独享分配&＃xff1a;静态分配

独享分配

共享分配

13、虚拟技术&＃xff0c;是在一类物理设备上模拟另一类物理设备 的技术&＃xff0c;是将独占设备转化为共享设备的技术。

虚拟设备&＃xff1a;通常把用来代替独占型设备的那部分外存空间(包括有关 的控制表格)称为虚拟设备。

虚拟分配&＃xff1a;当进程需要与独占型设备交换信息时&＃xff0c;系统将分配辅存(磁盘)空间&＃xff0c;并建立相应的数据结构&＃xff0c;这种分配方法称为设备的虚拟分配。

14、SPOOLING系统&＃xff1a;提供外围设备同时联机操作的功能。

设计思想&＃xff1a;

预输入 在作业需要数据前&＃xff0c;OS已将所需数据预先输入到辅存输入井存放。 当作业(或进程) 需要数据时&＃xff0c;可直接从辅存中读入主存。

缓输出 在作业执行时&＃xff0c;将输出数据写入辅存输出井中。当作业(或进程) 执行完毕(或需要数据时)&＃xff0c;由操作系统将数据输出。

利用通道和中断技术&＃xff0c;在主机控制之下&＃xff0c;由通道完成输入输出工作。系统提供一个软件系统(包括预输入程序、缓输出程序、井管理程序、预输入表、缓输出表)。

它提供输入收存和输出发送的功能&＃xff0c;使外部设备可以并行操作。这一软件系统称为SPOOLING系统。

SPOOLING系统的优点

1、提供虚拟设备

2、外围设备同时联机操作

3、加快作业处理速度

15、输入输出控制方式&＃xff1a;

循环测试I/O方式&＃xff1a;数据缓冲寄存器、控制寄存器&＃xff08;启动位、完成位、忙位&＃xff09;

I/O中断方式&＃xff1a;A程序进入等待队列&＃xff0c;调度B&＃xff0c;输入完成后&＃xff0c;中断B&＃xff0c;进入中断处理程序取出数据缓存寄存器中放入主存M&＃xff0c;唤醒A&＃xff0c;返回执行B&＃xff0c;调度A之后&＃xff0c;取出M&＃xff1b;

相对而言&＃xff0c;CPU利用率大大提高&＃xff1b;但是&＃xff0c;如果设备较多时&＃xff0c;中断次数会很多&＃xff0c;使CPU 的计算时间大大减少。

通道方式&＃xff1a;通道&＃61;I/O处理机

通道在CPU的控制下独立地执行通道程序&＃xff0c;对外部设备的I/O操作进行控制&＃xff0c;以实现内存与外设之间成批的数据交换。

当完成CPU交给的任务后&＃xff0c;向CPU发出中断信号&＃xff0c;请求CPU的处理。

通道程序是由通道指令组成&＃xff0c;一个通道可以分时的方式执行几道程序。每道程序控制一台外部设备&＃xff0c;因此每道通道程序称为子通道。

这样就使得CPU基本上摆脱了I/O操作的处理工作&＃xff0c;提高了CPU与设备之间的并行程序&＃xff0c;从而提高了整个计算机系统的效率。

DMA方式&＃xff1a;

控制器功能更强&＃xff0c;除有中断功能外&＃xff0c;还有一个 DMA控制机构。在DMA控制器的控制下&＃xff0c;设备同 主存之间可成批交换数据&＃xff0c;不用CPU干预。

16、控制I/O核心模块的方式&＃xff1a;以设备处理进程的方式、将设备与文件一样对待