OSS-08-輸入輸出管理

1、設(shè)備分類:

1、存儲(chǔ)設(shè)備:塊設(shè)備,是存儲(chǔ)信息的設(shè)備,如:磁盤、磁鼓。(以塊為單位傳輸信息)

2、輸入輸出設(shè)備:字符設(shè)備,能將信息從計(jì)算機(jī)外部輸入到機(jī)內(nèi),或反之。(以字符為單位傳輸信息)

3、通信設(shè)備:負(fù)責(zé)計(jì)算機(jī)之間的信息傳輸,如調(diào)制解調(diào)器、網(wǎng)卡等


2、設(shè)備管理的目標(biāo):提高設(shè)備利用率、方便用戶的使用

3、設(shè)備管理功能:狀態(tài)跟蹤、設(shè)備分配與回收、設(shè)備控制

4、設(shè)備是最為稀缺的,因此設(shè)備操作是高優(yōu)先級(jí)的

5、設(shè)備獨(dú)立性:用戶在編制程序時(shí)所使用的設(shè)備與實(shí)際使用的設(shè)備無(wú)關(guān),也就是在用戶程序中僅使用邏輯設(shè)備名。

6、設(shè)備獨(dú)立性的優(yōu)點(diǎn)

方便用戶

改善設(shè)備利用率

提高系統(tǒng)的可擴(kuò)展性和可適應(yīng)性

7、DCB設(shè)備控制塊:系統(tǒng)為每一臺(tái)設(shè)備都配置了一個(gè)用來(lái)記錄設(shè)備的硬件特性、連接和使用情況的一組數(shù)據(jù),稱為設(shè)備控制塊


8、緩沖技術(shù):主要以軟件為主;

緩沖是兩種不同速度的設(shè)備之間傳輸信息時(shí)平滑傳輸過程的常用手段。

9、為什么要引入緩沖:

處理數(shù)據(jù)流的生產(chǎn)者與消費(fèi)者間的速度差異

協(xié)調(diào)傳輸數(shù)據(jù)大小不一致的設(shè)備

應(yīng)用程序的拷貝語(yǔ)義

10、


2、3需要同步

11、

2、2可以并發(fā)進(jìn)行

3、3可以并發(fā)進(jìn)行


12、獨(dú)享分配:靜態(tài)分配


獨(dú)享分配


共享分配

13、虛擬技術(shù),是在一類物理設(shè)備上模擬另一類物理設(shè)備 的技術(shù),是將獨(dú)占設(shè)備轉(zhuǎn)化為共享設(shè)備的技術(shù)。


虛擬設(shè)備:通常把用來(lái)代替獨(dú)占型設(shè)備的那部分外存空間(包括有關(guān) 的控制表格)稱為虛擬設(shè)備。


虛擬分配:當(dāng)進(jìn)程需要與獨(dú)占型設(shè)備交換信息時(shí),系統(tǒng)將分配輔存(磁盤)空間,并建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),這種分配方法稱為設(shè)備的虛擬分配。


14、SPOOLING系統(tǒng):提供外圍設(shè)備同時(shí)聯(lián)機(jī)操作的功能。

設(shè)計(jì)思想:

預(yù)輸入 在作業(yè)需要數(shù)據(jù)前,OS已將所需數(shù)據(jù)預(yù)先輸入到輔存輸入井存放。 當(dāng)作業(yè)(或進(jìn)程) 需要數(shù)據(jù)時(shí),可直接從輔存中讀入主存。

緩輸出 在作業(yè)執(zhí)行時(shí),將輸出數(shù)據(jù)寫入輔存輸出井中。當(dāng)作業(yè)(或進(jìn)程) 執(zhí)行完畢(或需要數(shù)據(jù)時(shí)),由操作系統(tǒng)將數(shù)據(jù)輸出。


利用通道和中斷技術(shù),在主機(jī)控制之下,由通道完成輸入輸出工作。系統(tǒng)提供一個(gè)軟件系統(tǒng)(包括預(yù)輸入程序、緩輸出程序、井管理程序、預(yù)輸入表、緩輸出表)。

它提供輸入收存和輸出發(fā)送的功能,使外部設(shè)備可以并行操作。這一軟件系統(tǒng)稱為SPOOLING系統(tǒng)。

SPOOLING系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)

1、提供虛擬設(shè)備

2、外圍設(shè)備同時(shí)聯(lián)機(jī)操作

3、加快作業(yè)處理速度


15、輸入輸出控制方式:

循環(huán)測(cè)試I/O方式:數(shù)據(jù)緩沖寄存器、控制寄存器(啟動(dòng)位、完成位、忙位)

?

I/O中斷方式:A程序進(jìn)入等待隊(duì)列,調(diào)度B,輸入完成后,中斷B,進(jìn)入中斷處理程序取出數(shù)據(jù)緩存寄存器中放入主存M,喚醒A,返回執(zhí)行B,調(diào)度A之后,取出M;

相對(duì)而言,CPU利用率大大提高;但是,如果設(shè)備較多時(shí),中斷次數(shù)會(huì)很多,使CPU 的計(jì)算時(shí)間大大減少。

通道方式:通道=I/O處理機(jī)

通道在CPU的控制下獨(dú)立地執(zhí)行通道程序,對(duì)外部設(shè)備的I/O操作進(jìn)行控制,以實(shí)現(xiàn)內(nèi)存與外設(shè)之間成批的數(shù)據(jù)交換。

當(dāng)完成CPU交給的任務(wù)后,向CPU發(fā)出中斷信號(hào),請(qǐng)求CPU的處理。

通道程序是由通道指令組成,一個(gè)通道可以分時(shí)的方式執(zhí)行幾道程序。每道程序控制一臺(tái)外部設(shè)備,因此每道通道程序稱為子通道。

這樣就使得CPU基本上擺脫了I/O操作的處理工作,提高了CPU與設(shè)備之間的并行程序,從而提高了整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的效率。


DMA方式:

控制器功能更強(qiáng),除有中斷功能外,還有一個(gè) DMA控制機(jī)構(gòu)。在DMA控制器的控制下,設(shè)備同 主存之間可成批交換數(shù)據(jù),不用CPU干預(yù)。


16、控制I/O核心模塊的方式:以設(shè)備處理進(jìn)程的方式、將設(shè)備與文件一樣對(duì)待

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