1、計(jì)算機(jī)設(shè)備管理知識(shí)培訓(xùn)5.1 輸入輸出管理概念一、設(shè)備管理的目的：1 1）合理地利用外部設(shè)備）合理地利用外部設(shè)備: :提高設(shè)備的并行性和均衡性提高設(shè)備的并行性和均衡性。2 2）方便用戶：）方便用戶：對(duì)各種不同的設(shè)備都使用同一界面對(duì)各種不同的設(shè)備都使用同一界面。二、設(shè)備管理的功能 根據(jù)各類設(shè)備的特點(diǎn)確定相應(yīng)的分配策略。（根據(jù)各類設(shè)備的特點(diǎn)確定相應(yīng)的分配策略。（包括：設(shè)備包括：設(shè)備分配策略，分配的方式，分配技術(shù)和選擇用戶的算法分配策略，分配的方式，分配技術(shù)和選擇用戶的算法。）。） 啟動(dòng)設(shè)備完成實(shí)際的輸入輸出操作。啟動(dòng)設(shè)備完成實(shí)際的輸入輸出操作。 向用戶提供統(tǒng)一、友好的使用界面。（設(shè)備獨(dú)立性）向用戶

2、提供統(tǒng)一、友好的使用界面。（設(shè)備獨(dú)立性） 優(yōu)化設(shè)備的調(diào)度、提高設(shè)備的利用率。優(yōu)化設(shè)備的調(diào)度、提高設(shè)備的利用率。外部設(shè)備：除除CPUCPU、主存之外的其它設(shè)備。、主存之外的其它設(shè)備。2 2三、設(shè)備的分類 計(jì)算機(jī)的計(jì)算機(jī)的I/OI/O設(shè)備種類很多，結(jié)構(gòu)也較復(fù)雜，管理起來(lái)較困難，設(shè)備種類很多，結(jié)構(gòu)也較復(fù)雜，管理起來(lái)較困難，為了管理上的方便。通常按不同的觀點(diǎn)從不同的角度對(duì)設(shè)備進(jìn)行分為了管理上的方便。通常按不同的觀點(diǎn)從不同的角度對(duì)設(shè)備進(jìn)行分類。類。1按所屬關(guān)系分類1 1）系統(tǒng)設(shè)備。指在操作系統(tǒng)生成時(shí)已登記于系統(tǒng)中的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。如系統(tǒng)設(shè)備。指在操作系統(tǒng)生成時(shí)已登記于系統(tǒng)中的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。如鍵盤、打印機(jī)、磁盤等。

3、鍵盤、打印機(jī)、磁盤等。2 2）用戶設(shè)備。指在系統(tǒng)生成時(shí)未登記于系統(tǒng)中的非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。用戶設(shè)備。指在系統(tǒng)生成時(shí)未登記于系統(tǒng)中的非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。用戶必須用某種方式把這類設(shè)備交給系統(tǒng)統(tǒng)一管理，如繪圖用戶必須用某種方式把這類設(shè)備交給系統(tǒng)統(tǒng)一管理，如繪圖機(jī)、掃描儀等，機(jī)、掃描儀等，3 32從設(shè)備的共享屬性（資源分配角度）分類1 1）獨(dú)占設(shè)備。指在在一段時(shí)間內(nèi)只允許一個(gè)用戶（進(jìn)程）訪問(wèn)獨(dú)占設(shè)備。指在在一段時(shí)間內(nèi)只允許一個(gè)用戶（進(jìn)程）訪問(wèn)的設(shè)備，如打印機(jī)、卡片輸入機(jī)等。系統(tǒng)一旦將這類設(shè)備分配給的設(shè)備，如打印機(jī)、卡片輸入機(jī)等。系統(tǒng)一旦將這類設(shè)備分配給某一作業(yè)，就在作業(yè)整個(gè)運(yùn)行期間都為它獨(dú)占。某一作業(yè)，就在作業(yè)整個(gè)運(yùn)

4、行期間都為它獨(dú)占。2 2）共享設(shè)備。指允許若干個(gè)用戶同時(shí)共享使用的設(shè)備，如磁盤、磁帶共享設(shè)備。指允許若干個(gè)用戶同時(shí)共享使用的設(shè)備，如磁盤、磁帶等。等。3 3）虛擬設(shè)備。為提高設(shè)備的利用率，通過(guò)虛擬設(shè)備。為提高設(shè)備的利用率，通過(guò)Spooling技術(shù)把一臺(tái)獨(dú)技術(shù)把一臺(tái)獨(dú)占設(shè)備變換為若干臺(tái)邏輯設(shè)備，供若干個(gè)用戶（進(jìn)程）同時(shí)使用，占設(shè)備變換為若干臺(tái)邏輯設(shè)備，供若干個(gè)用戶（進(jìn)程）同時(shí)使用，用來(lái)模擬獨(dú)占設(shè)備的那部分共享設(shè)備稱為虛擬設(shè)備。用來(lái)模擬獨(dú)占設(shè)備的那部分共享設(shè)備稱為虛擬設(shè)備。4 43從設(shè)備的使用特性分類1 1） 存儲(chǔ)設(shè)備。指計(jì)算機(jī)用來(lái)存儲(chǔ)信息的設(shè)備：如磁盤、磁帶等。存儲(chǔ)設(shè)備。指計(jì)算機(jī)用來(lái)存儲(chǔ)信息的設(shè)

5、備：如磁盤、磁帶等。2 2） 輸入輸出設(shè)備。包括輸入設(shè)備和輸出設(shè)備兩大類。輸入輸出設(shè)備。包括輸入設(shè)備和輸出設(shè)備兩大類。輸入設(shè)備：是將外部世界來(lái)的信息輸送給計(jì)算機(jī)，如鍵盤、鼠標(biāo)器、掃輸入設(shè)備：是將外部世界來(lái)的信息輸送給計(jì)算機(jī)，如鍵盤、鼠標(biāo)器、掃描儀等。描儀等。輸出設(shè)備：是將計(jì)算機(jī)處理或加工好的信息輸出給外部世界，如打印輸出設(shè)備：是將計(jì)算機(jī)處理或加工好的信息輸出給外部世界，如打印機(jī)、顯示器、繪圖機(jī)等。機(jī)、顯示器、繪圖機(jī)等。5 54按信息交換（單位）方式分類1 1）塊設(shè)備。指計(jì)算機(jī)的主存和外設(shè)之間的信息交換是以塊為單）塊設(shè)備。指計(jì)算機(jī)的主存和外設(shè)之間的信息交換是以塊為單位進(jìn)行的設(shè)備。一塊通常是位進(jìn)行

6、的設(shè)備。一塊通常是512512個(gè)字節(jié)或個(gè)字節(jié)或1K1K字節(jié)，由于信息交換字節(jié)，由于信息交換以塊為單位進(jìn)行，所以這類設(shè)備有較高的存取速度；如磁盤、磁以塊為單位進(jìn)行，所以這類設(shè)備有較高的存取速度；如磁盤、磁帶等。帶等。2 2）字符設(shè)備。指計(jì)算機(jī)的主存與設(shè)備之間的信息交換是以字）字符設(shè)備。指計(jì)算機(jī)的主存與設(shè)備之間的信息交換是以字符為單位進(jìn)行的設(shè)備，由于每次只能傳送一個(gè)字符的信息，所符為單位進(jìn)行的設(shè)備，由于每次只能傳送一個(gè)字符的信息，所以這類設(shè)備的速度較低，如鍵盤、顯示器、打印機(jī)、卡片輸入以這類設(shè)備的速度較低，如鍵盤、顯示器、打印機(jī)、卡片輸入機(jī)等。機(jī)等。6 6 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的輸入輸出設(shè)備種類、型號(hào)、規(guī)格

7、繁多，所以必計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的輸入輸出設(shè)備種類、型號(hào)、規(guī)格繁多，所以必須屏蔽設(shè)備的物理特性，向用戶提供一個(gè)統(tǒng)一、簡(jiǎn)便的使用接口，須屏蔽設(shè)備的物理特性，向用戶提供一個(gè)統(tǒng)一、簡(jiǎn)便的使用接口，實(shí)現(xiàn)所謂的與設(shè)備無(wú)關(guān)性（設(shè)備獨(dú)立性）。實(shí)現(xiàn)所謂的與設(shè)備無(wú)關(guān)性（設(shè)備獨(dú)立性）。 所謂方便，是指用戶能擺脫具體物理設(shè)備的繁瑣規(guī)定的束所謂方便，是指用戶能擺脫具體物理設(shè)備的繁瑣規(guī)定的束縛而方便靈活地使用設(shè)備?？`而方便靈活地使用設(shè)備。 所謂統(tǒng)一所謂統(tǒng)一，是指對(duì)各種不同的設(shè)備都使用同一界面。例如，在是指對(duì)各種不同的設(shè)備都使用同一界面。例如，在UNIXUNIX系統(tǒng)中從各種輸入設(shè)備輸入信息都使用系統(tǒng)調(diào)用系統(tǒng)中從各種輸入設(shè)備輸入信息

8、都使用系統(tǒng)調(diào)用read,read,向各種輸向各種輸出設(shè)備傳送信息都使用系統(tǒng)調(diào)用出設(shè)備傳送信息都使用系統(tǒng)調(diào)用write.write.四、設(shè)備獨(dú)立性(設(shè)備無(wú)關(guān)性)邏輯設(shè)備名：用戶自己指定的設(shè)備名（設(shè)備類邏輯設(shè)備名：用戶自己指定的設(shè)備名（設(shè)備類相對(duì)號(hào)）。相對(duì)號(hào)）。物理設(shè)備名：系統(tǒng)提供的設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)名稱（絕對(duì)號(hào)）。物理設(shè)備名：系統(tǒng)提供的設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)名稱（絕對(duì)號(hào)）。( (一一) )設(shè)備獨(dú)立性：用戶在編制程序時(shí)使用的設(shè)備與實(shí)際使用的設(shè)備設(shè)備獨(dú)立性：用戶在編制程序時(shí)使用的設(shè)備與實(shí)際使用的設(shè)備無(wú)關(guān)，用戶程序中使用的是邏輯設(shè)備。無(wú)關(guān)，用戶程序中使用的是邏輯設(shè)備。7 71 1、一個(gè)程序應(yīng)該獨(dú)立于分配給它的某種類型的具體設(shè)

9、備。、一個(gè)程序應(yīng)該獨(dú)立于分配給它的某種類型的具體設(shè)備。 1 1）保護(hù)程序不會(huì)因?yàn)槟骋慌_(tái)物理設(shè)備發(fā)生故障或已分配）保護(hù)程序不會(huì)因?yàn)槟骋慌_(tái)物理設(shè)備發(fā)生故障或已分配給其它程序而失效；給其它程序而失效； 2 2）使操作系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)時(shí)總的設(shè)備配置情況自由地分配適當(dāng)類型）使操作系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)時(shí)總的設(shè)備配置情況自由地分配適當(dāng)類型的設(shè)備。的設(shè)備。2 2、一個(gè)程序應(yīng)該盡可能與它所使用的、一個(gè)程序應(yīng)該盡可能與它所使用的I/OI/O設(shè)備類型無(wú)關(guān)。設(shè)備類型無(wú)關(guān)。 指在指在I/OI/O信息時(shí)，可以從不同類型的設(shè)備上信息時(shí)，可以從不同類型的設(shè)備上I/OI/O，若要改變?cè)O(shè)備的類，若要改變?cè)O(shè)備的類型，程序只需做很少的修改。型，程序

10、只需做很少的修改。(二)設(shè)備獨(dú)立性的類型：邏輯設(shè)備名邏輯設(shè)備名物理設(shè)備名物理設(shè)備名設(shè)備管理設(shè)備管理8 8(三)設(shè)備管理分為兩層：1 1）輸入輸出控制系統(tǒng)）輸入輸出控制系統(tǒng) 它與用戶相互交互，完成設(shè)備的分配、調(diào)度并向程序員它與用戶相互交互，完成設(shè)備的分配、調(diào)度并向程序員提供一個(gè)統(tǒng)一的編程接口，實(shí)現(xiàn)了邏輯設(shè)備向物理設(shè)備的轉(zhuǎn)換。提供一個(gè)統(tǒng)一的編程接口，實(shí)現(xiàn)了邏輯設(shè)備向物理設(shè)備的轉(zhuǎn)換。2 2）設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序）設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序 它直接與設(shè)備打交道，控制設(shè)備控制器，完成具體的輸它直接與設(shè)備打交道，控制設(shè)備控制器，完成具體的輸入輸出。入輸出。 實(shí)現(xiàn)設(shè)備無(wú)關(guān)性的一個(gè)好辦法就是采用分層思想，逐層抽象。實(shí)現(xiàn)設(shè)備無(wú)關(guān)性的

11、一個(gè)好辦法就是采用分層思想，逐層抽象。9 95.2 數(shù)據(jù)傳輸控制方式一、IO控制方式1 1）循環(huán)測(cè)試）循環(huán)測(cè)試I/OI/O方式；方式；2 2）I/OI/O中斷方式；中斷方式；3 3）DMADMA方式；方式；4 4）通道方式。）通道方式。設(shè)備（I/O）控制器： 是是CPUCPU與與I/OI/O設(shè)備之間的接口，設(shè)備不直接與設(shè)備之間的接口，設(shè)備不直接與CPUCPU進(jìn)行通信，進(jìn)行通信，設(shè)備控制器接收從設(shè)備控制器接收從CPUCPU發(fā)來(lái)的命令，去控制發(fā)來(lái)的命令，去控制I/OI/O設(shè)備工作，包設(shè)備工作，包括控制括控制/ /狀態(tài)寄存器和數(shù)據(jù)緩沖寄存器。狀態(tài)寄存器和數(shù)據(jù)緩沖寄存器。1010 CPU CPU與外設(shè)

12、的活動(dòng)本質(zhì)上是異步的，為了實(shí)現(xiàn)與外設(shè)的活動(dòng)本質(zhì)上是異步的，為了實(shí)現(xiàn)CPUCPU與外設(shè)間的信息傳與外設(shè)間的信息傳送，送，CPUCPU必須重復(fù)測(cè)試外設(shè)的狀態(tài)；僅當(dāng)外設(shè)是處在準(zhǔn)備好的狀態(tài)時(shí)，必須重復(fù)測(cè)試外設(shè)的狀態(tài)；僅當(dāng)外設(shè)是處在準(zhǔn)備好的狀態(tài)時(shí)，CPUCPU才能與外設(shè)交換信息。才能與外設(shè)交換信息。問(wèn)題：?jiǎn)栴}：1 1）CPUCPU的大量時(shí)間消耗在等待輸入輸出的循環(huán)檢測(cè)上，使的大量時(shí)間消耗在等待輸入輸出的循環(huán)檢測(cè)上，使CPUCPU與外與外設(shè)串行工作，嚴(yán)重影響了設(shè)串行工作，嚴(yán)重影響了CPUCPU的使用效率；的使用效率；2 2）外設(shè)的使用也不合理）外設(shè)的使用也不合理( (諸外設(shè)不能并行工作諸外設(shè)不能并行工作)

13、 )；3 3）無(wú)法支持多道程序并發(fā)執(zhí)行，整個(gè)系統(tǒng)效率很低。）無(wú)法支持多道程序并發(fā)執(zhí)行，整個(gè)系統(tǒng)效率很低。 在早期計(jì)算機(jī)或現(xiàn)代一些簡(jiǎn)單的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中采用循環(huán)在早期計(jì)算機(jī)或現(xiàn)代一些簡(jiǎn)單的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中采用循環(huán)測(cè)試傳送方式。循環(huán)測(cè)試傳送是一種用程序直接控制測(cè)試傳送方式。循環(huán)測(cè)試傳送是一種用程序直接控制I IO O操作的操作的方式。方式。1. 循環(huán)測(cè)試I/O方式；11112. IO中斷方式； 引入中斷技術(shù)后，每當(dāng)設(shè)備完成引入中斷技術(shù)后，每當(dāng)設(shè)備完成I IO O操作時(shí)，便向操作時(shí)，便向CPUCPU發(fā)發(fā)出中斷請(qǐng)求信號(hào)，通知出中斷請(qǐng)求信號(hào)，通知CPUCPU進(jìn)行進(jìn)行I/OI/O中斷處理。中斷處理。 這樣

14、，這樣，CPUCPU一旦啟動(dòng)一旦啟動(dòng)1 1O O設(shè)備后便可執(zhí)行其它程序，僅在收設(shè)備后便可執(zhí)行其它程序，僅在收到到I IO O中斷請(qǐng)求時(shí)才執(zhí)行其中斷服務(wù)程序，進(jìn)行中斷請(qǐng)求時(shí)才執(zhí)行其中斷服務(wù)程序，進(jìn)行I IO O處理。處理。 例如例如, ,行式打印機(jī)每打印一行約需行式打印機(jī)每打印一行約需60ms,60ms,在循環(huán)測(cè)試傳送方式中，在循環(huán)測(cè)試傳送方式中，大約有大約有59.99ms CPU59.99ms CPU都處于循環(huán)測(cè)試中，在程序中斷都處于循環(huán)測(cè)試中，在程序中斷I IO O方式中，方式中，CPUCPU僅用僅用0.1ms0.1ms時(shí)間處理打印機(jī)的中斷服務(wù)程序。其余的時(shí)間處理打印機(jī)的中斷服務(wù)程序。其余的

15、59.9ms59.9ms可以可以處理其它任務(wù)。處理其它任務(wù)。1212優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：1 1）程序中斷傳送方式改善了）程序中斷傳送方式改善了CPUCPU的利用率；的利用率；2 2）使）使CPUCPU與外設(shè)并行操作。與外設(shè)并行操作。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： 采用中斷驅(qū)動(dòng)采用中斷驅(qū)動(dòng)I IO O方式時(shí)，每傳送一個(gè)數(shù)據(jù)方式時(shí)，每傳送一個(gè)數(shù)據(jù)CPUCPU都要做一次都要做一次中斷處理，每次中斷處理都要保護(hù)中斷處理，每次中斷處理都要保護(hù)CPUCPU現(xiàn)場(chǎng)，處理結(jié)束時(shí)又要恢現(xiàn)場(chǎng)，處理結(jié)束時(shí)又要恢復(fù)復(fù)CPUCPU現(xiàn)場(chǎng)，若管理的現(xiàn)場(chǎng)，若管理的I/OI/O設(shè)備較多，設(shè)備較多，CPUCPU會(huì)陷入這些會(huì)陷入這些I/OI/O中斷處中斷處理

16、中，無(wú)法進(jìn)行其他工作。理中，無(wú)法進(jìn)行其他工作。13133. DMA傳送方式（直接內(nèi)存存取） 為了進(jìn)一步減少為了進(jìn)一步減少CPUCPU對(duì)對(duì)I IO O的干預(yù)而引入了直接存儲(chǔ)器訪問(wèn)方式。的干預(yù)而引入了直接存儲(chǔ)器訪問(wèn)方式。設(shè)備設(shè)備主存主存直接傳送直接傳送不用不用CPUCPU干涉干涉 I/O I/O控制器增添了控制器增添了DMADMA控制機(jī)構(gòu)，在控制機(jī)構(gòu)，在DMADMA控制器控制下，外設(shè)直接與控制器控制下，外設(shè)直接與內(nèi)存交換成批數(shù)據(jù)而不用內(nèi)存交換成批數(shù)據(jù)而不用CPUCPU干預(yù)。干預(yù)。 為了實(shí)現(xiàn)控制器與主機(jī)之間成批數(shù)據(jù)的直接交換，必須在為了實(shí)現(xiàn)控制器與主機(jī)之間成批數(shù)據(jù)的直接交換，必須在DMADMA控制器

17、中設(shè)置四類寄存器：控制器中設(shè)置四類寄存器：(1)(1)命令狀態(tài)寄存器命令狀態(tài)寄存器CRCR；(2)(2)數(shù)據(jù)緩沖寄存器數(shù)據(jù)緩沖寄存器DR;DR;(3)(3)內(nèi)存地址寄存器內(nèi)存地址寄存器MAR;MAR;(4)(4)數(shù)據(jù)計(jì)數(shù)器數(shù)據(jù)計(jì)數(shù)器DCDC。1414以從磁盤讀入數(shù)據(jù)為例說(shuō)明以從磁盤讀入數(shù)據(jù)為例說(shuō)明DMADMA方式的工作流程：方式的工作流程：1 1）當(dāng)）當(dāng)CPUCPU要從磁盤讀入一數(shù)據(jù)塊時(shí)，便向磁盤控制器發(fā)送一條要從磁盤讀入一數(shù)據(jù)塊時(shí)，便向磁盤控制器發(fā)送一條讀命令，該命令被送入命令寄存器讀命令，該命令被送入命令寄存器CR;CR;2 2）同時(shí)發(fā)送本次要將數(shù)據(jù)讀入內(nèi)存的起始地址到）同時(shí)發(fā)送本次要將數(shù)

18、據(jù)讀入內(nèi)存的起始地址到MARMAR中中; ;3 3）本次要讀的數(shù)據(jù)的字節(jié)）本次要讀的數(shù)據(jù)的字節(jié)( (符符) )數(shù)送至數(shù)送至DRDR中中; ;4 4）將磁盤源地址直接送至）將磁盤源地址直接送至DMADMA控制器的控制器的I/OI/O控制邏輯上；控制邏輯上；5 5）然后啟動(dòng)）然后啟動(dòng)DMADMA控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。 以后以后,CPU,CPU便可去處理其他任務(wù)。此后的整個(gè)數(shù)據(jù)傳送便由便可去處理其他任務(wù)。此后的整個(gè)數(shù)據(jù)傳送便由DMADMA控制控制器進(jìn)行控制。器進(jìn)行控制。1515 采用采用DMADMA方式時(shí)，不僅允許方式時(shí)，不僅允許CPUCPU控制地址線，進(jìn)行控制地址線，進(jìn)行CPUC

19、PU與主存與主存貯器的數(shù)據(jù)交換，而且允許貯器的數(shù)據(jù)交換，而且允許DMADMA控制器接管地址線的控制權(quán)，直控制器接管地址線的控制權(quán)，直接控制接控制DMADMA控制器與主存的數(shù)據(jù)交換。控制器與主存的數(shù)據(jù)交換。 當(dāng)當(dāng)DMADMA硬件控制磁盤與存貯器之間進(jìn)行信息交換時(shí)，每當(dāng)磁硬件控制磁盤與存貯器之間進(jìn)行信息交換時(shí)，每當(dāng)磁盤把一個(gè)數(shù)據(jù)讀入控制器的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)時(shí)，盤把一個(gè)數(shù)據(jù)讀入控制器的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)時(shí)，DMADMA控制器取代控制器取代CPU,CPU,接管地址總線的控制權(quán)，并按照接管地址總線的控制權(quán)，并按照DMADMA控制器中的存貯器地址寄存控制器中的存貯器地址寄存器內(nèi)容器內(nèi)容, ,把數(shù)據(jù)送入相應(yīng)的存貯器單元中

20、。然后，把數(shù)據(jù)送入相應(yīng)的存貯器單元中。然后，DMADMA硬件自動(dòng)地硬件自動(dòng)地把傳送的字節(jié)計(jì)數(shù)器減把傳送的字節(jié)計(jì)數(shù)器減1 1，把地址寄存器加，把地址寄存器加1 1，并恢復(fù)，并恢復(fù)CPUCPU對(duì)主存對(duì)主存貯器的控制權(quán)，貯器的控制權(quán)，DMADMA控制器對(duì)每一個(gè)傳送的數(shù)據(jù)重復(fù)上述過(guò)程，控制器對(duì)每一個(gè)傳送的數(shù)據(jù)重復(fù)上述過(guò)程，直到傳送字節(jié)計(jì)數(shù)器為直到傳送字節(jié)計(jì)數(shù)器為“0”“0”時(shí)，向時(shí)，向CPUCPU產(chǎn)生一個(gè)中斷信號(hào)。產(chǎn)生一個(gè)中斷信號(hào)。1616DMA方式的問(wèn)題：1 1）DMADMA方式仍存在一定的局限性，如數(shù)據(jù)傳送的方向、存放數(shù)據(jù)的方式仍存在一定的局限性，如數(shù)據(jù)傳送的方向、存放數(shù)據(jù)的內(nèi)存始址、傳送數(shù)據(jù)的長(zhǎng)

21、度都需要內(nèi)存始址、傳送數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度都需要CPUCPU控制；控制；2 2）每臺(tái)設(shè)備都需要配置一個(gè)）每臺(tái)設(shè)備都需要配置一個(gè)DMADMA控制器，當(dāng)設(shè)備較多時(shí)，成本太高?？刂破?，當(dāng)設(shè)備較多時(shí)，成本太高。該方式的特點(diǎn)： 數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕締挝皇菙?shù)據(jù)塊；所傳送的數(shù)據(jù)是從設(shè)備直接進(jìn)入內(nèi)數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕締挝皇菙?shù)據(jù)塊；所傳送的數(shù)據(jù)是從設(shè)備直接進(jìn)入內(nèi)存的存的, ,或者相反，僅在傳送一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)塊的開(kāi)始或結(jié)束時(shí)才需或者相反，僅在傳送一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)塊的開(kāi)始或結(jié)束時(shí)才需CPUCPU干干預(yù)，整塊數(shù)據(jù)的傳送是在控制器的控制下完成的。預(yù)，整塊數(shù)據(jù)的傳送是在控制器的控制下完成的。 DMA DMA方式較之中斷驅(qū)動(dòng)方式，又是成百倍地減少

22、了方式較之中斷驅(qū)動(dòng)方式，又是成百倍地減少了CPUCPU對(duì)對(duì)I IO O的干預(yù)，進(jìn)一步提高了的干預(yù)，進(jìn)一步提高了CPUCPU與與I/OI/O設(shè)備的并行程度。設(shè)備的并行程度。1717通道：專門負(fù)責(zé)通道：專門負(fù)責(zé)I IO O控制的處理機(jī)。控制的處理機(jī)。它接收它接收CPU的委托，獨(dú)立的委托，獨(dú)立地執(zhí)行自己的通道程序，管理和控制輸入輸出操作，實(shí)現(xiàn)主存貯地執(zhí)行自己的通道程序，管理和控制輸入輸出操作，實(shí)現(xiàn)主存貯器與外圍設(shè)備之間的成批數(shù)據(jù)傳送。器與外圍設(shè)備之間的成批數(shù)據(jù)傳送。 在大中型和高檔小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，大多采用通道技術(shù)。通道有在大中型和高檔小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，大多采用通道技術(shù)。通道有自己的簡(jiǎn)單指令系統(tǒng)，數(shù)

23、據(jù)傳送指令和設(shè)備控制指令等。通道執(zhí)行的自己的簡(jiǎn)單指令系統(tǒng)，數(shù)據(jù)傳送指令和設(shè)備控制指令等。通道執(zhí)行的程序稱為通道程序。程序稱為通道程序。 與與DMADMA方式相比，通道有更強(qiáng)的方式相比，通道有更強(qiáng)的I IO O處理能力。處理能力。4. 通道方式 當(dāng)當(dāng)CPUCPU委托的委托的I IO O任務(wù)完成后，通道發(fā)出中斷信號(hào)，請(qǐng)求任務(wù)完成后，通道發(fā)出中斷信號(hào)，請(qǐng)求CPUCPU處理。處理。使使CPUCPU擺脫了繁瑣的輸入輸出控制工作，提高了擺脫了繁瑣的輸入輸出控制工作，提高了CPUCPU與外圍設(shè)備工作的并與外圍設(shè)備工作的并行程度。多通道之間可實(shí)現(xiàn)了并行操作，各通道控制的外圍設(shè)備也實(shí)現(xiàn)行程度。多通道之間可實(shí)現(xiàn)了

24、并行操作，各通道控制的外圍設(shè)備也實(shí)現(xiàn)了并行操作，從而提高整個(gè)系統(tǒng)的處理效率。了并行操作，從而提高整個(gè)系統(tǒng)的處理效率。 1818 按照信息的交換方式和控制設(shè)備的種類，通道可以分為三種類型：1）字節(jié)多路通道 字節(jié)多路通道以字節(jié)為單位傳輸信息，它可以以字節(jié)交字節(jié)多路通道以字節(jié)為單位傳輸信息，它可以以字節(jié)交叉方式執(zhí)行多個(gè)通道程序。當(dāng)一個(gè)通道程序控制某臺(tái)設(shè)備傳叉方式執(zhí)行多個(gè)通道程序。當(dāng)一個(gè)通道程序控制某臺(tái)設(shè)備傳送一個(gè)字節(jié)后，通道硬件就控制轉(zhuǎn)去執(zhí)行另一個(gè)通道程序，送一個(gè)字節(jié)后，通道硬件就控制轉(zhuǎn)去執(zhí)行另一個(gè)通道程序，控制另一臺(tái)設(shè)備傳送信息?？刂屏硪慌_(tái)設(shè)備傳送信息。 字節(jié)多路通道主要用來(lái)連接大量慢速的字符設(shè)備

25、，如紙帶輸入字節(jié)多路通道主要用來(lái)連接大量慢速的字符設(shè)備，如紙帶輸入出機(jī)，卡片輸入出機(jī)、打印機(jī)、終端等等。在出機(jī)，卡片輸入出機(jī)、打印機(jī)、終端等等。在IBM370IBM370系統(tǒng)中，這樣系統(tǒng)中，這樣的通道可連接的通道可連接256256臺(tái)設(shè)備。臺(tái)設(shè)備。19192）選擇通道 選擇通道每次選擇一臺(tái)設(shè)備，執(zhí)行一個(gè)通道程序，傳送一選擇通道每次選擇一臺(tái)設(shè)備，執(zhí)行一個(gè)通道程序，傳送一批數(shù)據(jù)，當(dāng)這臺(tái)設(shè)備數(shù)據(jù)傳輸完成后，再選擇與通道連接的另批數(shù)據(jù)，當(dāng)這臺(tái)設(shè)備數(shù)據(jù)傳輸完成后，再選擇與通道連接的另一臺(tái)設(shè)備，執(zhí)行它的相應(yīng)的通道程序。選擇通道在一段時(shí)間內(nèi)一臺(tái)設(shè)備，執(zhí)行它的相應(yīng)的通道程序。選擇通道在一段時(shí)間內(nèi)只允許一臺(tái)設(shè)備進(jìn)

26、行數(shù)據(jù)傳輸，傳送速度很高，但在設(shè)備傳輸只允許一臺(tái)設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，傳送速度很高，但在設(shè)備傳輸未完成之前，由它獨(dú)占通道。由于選擇通道能控制設(shè)備高速連未完成之前，由它獨(dú)占通道。由于選擇通道能控制設(shè)備高速連續(xù)地傳送一批數(shù)據(jù)，因此常用它連接高速的塊設(shè)備。如磁盤、續(xù)地傳送一批數(shù)據(jù)，因此常用它連接高速的塊設(shè)備。如磁盤、磁鼓等。磁鼓等。 2020 3成(數(shù)）組多路通道 成組多路通道結(jié)合了選擇通道傳送速度高和字節(jié)多路通成組多路通道結(jié)合了選擇通道傳送速度高和字節(jié)多路通道能進(jìn)行并行操作的優(yōu)點(diǎn)，采用分時(shí)輪轉(zhuǎn)同時(shí)控制多臺(tái)設(shè)備。道能進(jìn)行并行操作的優(yōu)點(diǎn)，采用分時(shí)輪轉(zhuǎn)同時(shí)控制多臺(tái)設(shè)備。它先為一臺(tái)設(shè)備執(zhí)行一條通道指令然后自動(dòng)

27、轉(zhuǎn)接，為另一它先為一臺(tái)設(shè)備執(zhí)行一條通道指令然后自動(dòng)轉(zhuǎn)接，為另一臺(tái)設(shè)備執(zhí)行一條通道指令。因此常用它連接中速的塊設(shè)備。臺(tái)設(shè)備執(zhí)行一條通道指令。因此常用它連接中速的塊設(shè)備。如磁帶等。如磁帶等。 2121主存主存CPUCPU 字節(jié)字節(jié)多路通道多路通道 選擇選擇 通道通道 成組成組多路通道多路通道CPUCPU總線總線磁盤磁盤磁帶磁帶I/OI/O控制控制I/OI/O控制控制I/OI/O控制控制I/OI/O控制控制I/OI/O控制控制I/OI/O控制控制I/OI/O控制控制I/OI/O控制控制I/OI/O控制控制 采用通道方式的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)采用通道方式的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)22221.1.中斷：一進(jìn)程占有處理機(jī)

28、執(zhí)行期間系統(tǒng)發(fā)生各種事件需要處中斷：一進(jìn)程占有處理機(jī)執(zhí)行期間系統(tǒng)發(fā)生各種事件需要處理機(jī)來(lái)處理，從而使得處理機(jī)暫停當(dāng)前進(jìn)程的執(zhí)行而轉(zhuǎn)去執(zhí)行理機(jī)來(lái)處理，從而使得處理機(jī)暫停當(dāng)前進(jìn)程的執(zhí)行而轉(zhuǎn)去執(zhí)行相應(yīng)的中斷處理程序，待事件處理完畢后再返回原來(lái)被中斷處相應(yīng)的中斷處理程序，待事件處理完畢后再返回原來(lái)被中斷處繼續(xù)執(zhí)行的過(guò)程。繼續(xù)執(zhí)行的過(guò)程。5.3 中斷技術(shù)一、中斷的基本概念2.2.中斷源：引起中斷發(fā)生的事件。中斷源：引起中斷發(fā)生的事件。3.3.中斷請(qǐng)求：中斷源向處理機(jī)發(fā)出的請(qǐng)求中斷處理的信號(hào)。中斷請(qǐng)求：中斷源向處理機(jī)發(fā)出的請(qǐng)求中斷處理的信號(hào)。4.4.中斷處理程序：對(duì)中斷事件進(jìn)行相應(yīng)處理的操作系統(tǒng)程序。中斷

29、處理程序：對(duì)中斷事件進(jìn)行相應(yīng)處理的操作系統(tǒng)程序。23231.1.強(qiáng)迫性中斷事件（非運(yùn)行進(jìn)程所期望的）強(qiáng)迫性中斷事件（非運(yùn)行進(jìn)程所期望的）二、中斷事件的類型2.2.自愿性中斷事件（運(yùn)行進(jìn)程所要求的）自愿性中斷事件（運(yùn)行進(jìn)程所要求的）硬件故障中斷（電源掉電、讀硬件故障中斷（電源掉電、讀/ /寫錯(cuò)等）寫錯(cuò)等）程序性中斷（數(shù)據(jù)溢出、訪問(wèn)溢出等）程序性中斷（數(shù)據(jù)溢出、訪問(wèn)溢出等）外部中斷（鍵盤輸入命令）外部中斷（鍵盤輸入命令）輸入輸出中斷（外部設(shè)備故障）輸入輸出中斷（外部設(shè)備故障）訪管中斷（執(zhí)行一條訪管中斷（執(zhí)行一條“訪管指令訪管指令”請(qǐng)求系統(tǒng)調(diào)用）。請(qǐng)求系統(tǒng)調(diào)用）。2424 中斷碼存入中斷碼存入PSW

30、PSW寄存器的中斷碼位寄存器的中斷碼位 將舊將舊PSW PSW 將新將新PSWPSW保存到主存保存到主存 送到送到PSWPSW寄存器。寄存器。 CPU CPU收到中斷請(qǐng)求后轉(zhuǎn)相應(yīng)的中斷處理程序的過(guò)程稱為中斷響應(yīng)。收到中斷請(qǐng)求后轉(zhuǎn)相應(yīng)的中斷處理程序的過(guò)程稱為中斷響應(yīng)。三、中斷響應(yīng) PSW寄存器寄存器1.1.保存被中斷進(jìn)保存被中斷進(jìn)程的現(xiàn)場(chǎng)程的現(xiàn)場(chǎng)2.2.執(zhí)行中斷處理執(zhí)行中斷處理程序程序 四、中斷處理過(guò)程 應(yīng)用應(yīng)用 程序程序 交換交換PSWPSW 執(zhí)行中斷執(zhí)行中斷 處理程序處理程序 PSW PSW寄存器寄存器CPU 1. 1. 發(fā)現(xiàn)和識(shí)別中斷事件發(fā)現(xiàn)和識(shí)別中斷事件: :硬件設(shè)有中斷裝置發(fā)現(xiàn)和識(shí)別中

31、斷硬件設(shè)有中斷裝置發(fā)現(xiàn)和識(shí)別中斷事件。事件。2. 2. 交換交換PSWPSW2525五、中斷處理的原則硬件故障中斷硬件故障中斷輸出事件的性質(zhì)。輸出事件的性質(zhì)。程序性中斷程序性中斷輸出進(jìn)程名，程序斷點(diǎn)，事件性質(zhì)。輸出進(jìn)程名，程序斷點(diǎn)，事件性質(zhì)。外部中斷外部中斷接收外部請(qǐng)求后轉(zhuǎn)例行子程序。接收外部請(qǐng)求后轉(zhuǎn)例行子程序。 正常情況，釋放等待進(jìn)程。正常情況，釋放等待進(jìn)程。輸入輸出中斷輸入輸出中斷 異常情況，告知出錯(cuò)信息。異常情況，告知出錯(cuò)信息。訪管中斷訪管中斷根據(jù)訪管指令中的功能號(hào)轉(zhuǎn)對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)調(diào)用。根據(jù)訪管指令中的功能號(hào)轉(zhuǎn)對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)調(diào)用。2626中斷優(yōu)先級(jí)順序：中斷優(yōu)先級(jí)順序： 硬件故障中斷自愿性中斷程

32、序性中斷外部中斷輸入輸出硬件故障中斷自愿性中斷程序性中斷外部中斷輸入輸出中斷中斷。七、中斷屏蔽 中斷請(qǐng)求產(chǎn)生之后，系統(tǒng)用軟件的方法有選擇地封鎖部中斷請(qǐng)求產(chǎn)生之后，系統(tǒng)用軟件的方法有選擇地封鎖部分中斷而響應(yīng)其余中斷。分中斷而響應(yīng)其余中斷。六、中斷優(yōu)先級(jí) 當(dāng)多個(gè)中斷事件同時(shí)發(fā)生時(shí)，中斷裝置按預(yù)先定好的順序當(dāng)多個(gè)中斷事件同時(shí)發(fā)生時(shí)，中斷裝置按預(yù)先定好的順序響應(yīng)同時(shí)出現(xiàn)的中斷事件，這個(gè)預(yù)先定好的順序稱為中斷優(yōu)先響應(yīng)同時(shí)出現(xiàn)的中斷事件，這個(gè)預(yù)先定好的順序稱為中斷優(yōu)先級(jí)。級(jí)。27275.4 緩沖技術(shù)一、概述引入緩沖技術(shù)的目的：引入緩沖技術(shù)的目的：1 1）改善）改善CPUCPU與外圍設(shè)備之間速度不匹配的矛盾

33、；與外圍設(shè)備之間速度不匹配的矛盾；2 2）減少中斷減少中斷CPU的次數(shù)，放寬的次數(shù)，放寬CPU對(duì)中斷的響應(yīng)時(shí)間。對(duì)中斷的響應(yīng)時(shí)間。3 3）減少占用通道的時(shí)間，使通道的瓶頸現(xiàn)象得以緩和，從而減少占用通道的時(shí)間，使通道的瓶頸現(xiàn)象得以緩和，從而顯著提高顯著提高CPU、通道、通道、I/O設(shè)備間的并行操作程度。設(shè)備間的并行操作程度。緩沖技術(shù)實(shí)現(xiàn)的基本思想：緩沖技術(shù)實(shí)現(xiàn)的基本思想： 當(dāng)一個(gè)進(jìn)程執(zhí)行寫操作輸出數(shù)據(jù)時(shí)，先向系統(tǒng)申請(qǐng)一個(gè)主存區(qū)當(dāng)一個(gè)進(jìn)程執(zhí)行寫操作輸出數(shù)據(jù)時(shí)，先向系統(tǒng)申請(qǐng)一個(gè)主存區(qū)域域緩沖區(qū)，然后，將數(shù)據(jù)高速送到緩沖區(qū)。若為順序?qū)懻?qǐng)求，則緩沖區(qū)，然后，將數(shù)據(jù)高速送到緩沖區(qū)。若為順序?qū)懻?qǐng)求，則不斷把

34、數(shù)據(jù)填到緩沖區(qū)，直到它被裝滿為止。此后，進(jìn)程可以繼續(xù)它不斷把數(shù)據(jù)填到緩沖區(qū)，直到它被裝滿為止。此后，進(jìn)程可以繼續(xù)它的計(jì)算，同時(shí)，系統(tǒng)將緩沖區(qū)內(nèi)容寫到的計(jì)算，同時(shí)，系統(tǒng)將緩沖區(qū)內(nèi)容寫到I IO O設(shè)備上。設(shè)備上。2828 在輸出數(shù)據(jù)時(shí)，只有在系統(tǒng)還來(lái)不及騰空緩沖區(qū)之前，進(jìn)在輸出數(shù)據(jù)時(shí)，只有在系統(tǒng)還來(lái)不及騰空緩沖區(qū)之前，進(jìn)程又欲輸出信息時(shí)，它才需要等待；在輸入數(shù)據(jù)時(shí)，僅當(dāng)緩沖程又欲輸出信息時(shí)，它才需要等待；在輸入數(shù)據(jù)時(shí)，僅當(dāng)緩沖區(qū)空而進(jìn)程又要從中讀取數(shù)據(jù)時(shí)，它才被迫等待。其它時(shí)間可區(qū)空而進(jìn)程又要從中讀取數(shù)據(jù)時(shí)，它才被迫等待。其它時(shí)間可以進(jìn)一步提高以進(jìn)一步提高CPUCPU和和I IO O設(shè)備的并行性

35、，以及設(shè)備的并行性，以及I IO O設(shè)備和設(shè)備和I IO O設(shè)備設(shè)備之間的并行性，從而，提高之間的并行性，從而，提高整個(gè)系統(tǒng)的效率。整個(gè)系統(tǒng)的效率。緩沖的類型緩沖的類型 單緩沖單緩沖雙緩沖雙緩沖多緩沖（環(huán)形緩沖）多緩沖（環(huán)形緩沖）緩沖池（緩沖池（UNIXUNIX操作系統(tǒng)）操作系統(tǒng)）1 1）硬緩沖）硬緩沖寄存器寄存器2 2）軟緩沖）軟緩沖在主存中開(kāi)辟一片區(qū)域充當(dāng)緩沖區(qū)，并設(shè)置在主存中開(kāi)辟一片區(qū)域充當(dāng)緩沖區(qū)，并設(shè)置 I/OI/O指針。指針。 根據(jù)系統(tǒng)設(shè)置緩存器的數(shù)目可把緩沖的類型分為：根據(jù)系統(tǒng)設(shè)置緩存器的數(shù)目可把緩沖的類型分為：29292.雙緩沖 兩個(gè)緩沖區(qū)交替使用，使兩個(gè)緩沖區(qū)交替使用，使CPU

36、CPU和和I IO O設(shè)備的并行性進(jìn)一步設(shè)備的并行性進(jìn)一步提高，僅當(dāng)兩個(gè)緩沖區(qū)都取空，進(jìn)程還要提取數(shù)據(jù)時(shí)，它再被提高，僅當(dāng)兩個(gè)緩沖區(qū)都取空，進(jìn)程還要提取數(shù)據(jù)時(shí)，它再被迫等待。迫等待。 緩沖區(qū)緩沖區(qū)1 1 取出取出 緩沖區(qū)緩沖區(qū)2 2 放入放入 1.單緩沖 緩沖區(qū)緩沖區(qū) 放入放入 取出取出 放數(shù)據(jù)和取數(shù)據(jù)以串行方式工作，一般說(shuō)，每次讀寫操作放數(shù)據(jù)和取數(shù)據(jù)以串行方式工作，一般說(shuō)，每次讀寫操作都要轉(zhuǎn)入進(jìn)程調(diào)度，所以，采用單緩沖技術(shù)，都要轉(zhuǎn)入進(jìn)程調(diào)度，所以，采用單緩沖技術(shù)，I/OI/O設(shè)備并行性差，設(shè)備并行性差，系統(tǒng)效率低。系統(tǒng)效率低。30303.環(huán)形緩沖技術(shù) 環(huán)形緩沖技術(shù)是在主存中分配一組大小相等的

37、存貯區(qū)作為環(huán)形緩沖技術(shù)是在主存中分配一組大小相等的存貯區(qū)作為緩沖區(qū)，并將這些緩沖區(qū)鏈接起來(lái)，系統(tǒng)中有個(gè)緩沖區(qū)鏈?zhǔn)字妇彌_區(qū)，并將這些緩沖區(qū)鏈接起來(lái)，系統(tǒng)中有個(gè)緩沖區(qū)鏈?zhǔn)字羔樦赶虻谝粋€(gè)緩沖區(qū)，每個(gè)緩沖區(qū)中有一個(gè)指向下一個(gè)緩沖區(qū)針指向第一個(gè)緩沖區(qū)，每個(gè)緩沖區(qū)中有一個(gè)指向下一個(gè)緩沖區(qū)的指針，最后一個(gè)緩沖區(qū)中的指針指向第一個(gè)緩沖區(qū)，從而形的指針，最后一個(gè)緩沖區(qū)中的指針指向第一個(gè)緩沖區(qū)，從而形成環(huán)形緩沖區(qū)鏈，系統(tǒng)可循環(huán)使用這些緩沖區(qū)。成環(huán)形緩沖區(qū)鏈，系統(tǒng)可循環(huán)使用這些緩沖區(qū)。 環(huán)形緩沖區(qū)用于輸入環(huán)形緩沖區(qū)用于輸入( (輸出輸出) )時(shí)，還要有兩個(gè)指針時(shí)，還要有兩個(gè)指針1N1N和和0UT0UT，ININ指向

38、可接收數(shù)據(jù)的空閉緩沖區(qū)的首址，指向可接收數(shù)據(jù)的空閉緩沖區(qū)的首址，OUTOUT指針指向裝好數(shù)指針指向裝好數(shù)據(jù)且未取走的緩沖區(qū)首址。據(jù)且未取走的緩沖區(qū)首址。313132324.緩沖池 緩沖池由內(nèi)存中一組大小相等的緩沖區(qū)組成，池中各緩沖區(qū)的緩沖池由內(nèi)存中一組大小相等的緩沖區(qū)組成，池中各緩沖區(qū)的大小與用于大小與用于I I0 0設(shè)備的基本信息單位相似，緩沖池屬系統(tǒng)資源，由設(shè)備的基本信息單位相似，緩沖池屬系統(tǒng)資源，由系統(tǒng)進(jìn)行管理。緩沖池中各緩沖區(qū)可用于輸出輸入信息，并可根據(jù)系統(tǒng)進(jìn)行管理。緩沖池中各緩沖區(qū)可用于輸出輸入信息，并可根據(jù)需要組成各種緩沖區(qū)隊(duì)列。需要組成各種緩沖區(qū)隊(duì)列。 緩沖池中的緩沖區(qū)一般有以下

39、三種類型：空閑緩沖區(qū)、裝輸緩沖池中的緩沖區(qū)一般有以下三種類型：空閑緩沖區(qū)、裝輸入數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)和裝輸出數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)。入數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)和裝輸出數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)。 1.緩沖池結(jié)構(gòu)緩沖池結(jié)構(gòu) 緩沖池由多個(gè)緩存區(qū)組成。緩沖池由多個(gè)緩存區(qū)組成。 緩沖首部：緩沖區(qū)的說(shuō)明信息。緩沖首部：緩沖區(qū)的說(shuō)明信息。緩沖區(qū)由兩部分組成緩沖區(qū)由兩部分組成 緩沖體：存放數(shù)據(jù)的區(qū)域。緩沖體：存放數(shù)據(jù)的區(qū)域。3333緩沖區(qū)隊(duì)列緩沖區(qū)隊(duì)列:空白緩沖隊(duì)列空白緩沖隊(duì)列em，隊(duì)首指針，隊(duì)首指針F（em），隊(duì)尾指針），隊(duì)尾指針L（em）。輸）。輸入緩沖隊(duì)列入緩沖隊(duì)列in，隊(duì)首指針，隊(duì)首指針F（in），隊(duì)尾指針），隊(duì)尾指針L（in）。）。輸出緩沖

40、隊(duì)列輸出緩沖隊(duì)列out，隊(duì)首指針，隊(duì)首指針F（out），隊(duì)尾指針），隊(duì)尾指針L（out）緩沖區(qū)隊(duì)列緩沖區(qū)緩沖區(qū)隊(duì)列緩沖區(qū)2.2.工作緩沖區(qū)工作緩沖區(qū): :收容輸入緩沖區(qū)收容輸入緩沖區(qū)hin hin 提取輸入緩沖區(qū)提取輸入緩沖區(qū)sinsin收容輸出緩沖區(qū)收容輸出緩沖區(qū)hout hout 提取輸出緩沖區(qū)提取輸出緩沖區(qū)soutsout34343.3.緩沖池管理緩沖池管理（1 1）從緩沖區(qū)隊(duì)列取出一個(gè)緩沖區(qū)的過(guò)程：）從緩沖區(qū)隊(duì)列取出一個(gè)緩沖區(qū)的過(guò)程： take-buf take-buf（typetype）；）；（2 2）將一個(gè)緩沖區(qū)插入緩沖區(qū)隊(duì)列的過(guò)程：）將一個(gè)緩沖區(qū)插入緩沖區(qū)隊(duì)列的過(guò)程： add-b

41、uf add-buf（typetype，numbernumber）；）；（3 3）進(jìn)程申請(qǐng)一個(gè)緩沖區(qū)用的過(guò)程：）進(jìn)程申請(qǐng)一個(gè)緩沖區(qū)用的過(guò)程： get-buf get-buf（typetype，numbernumber）；）；（4 4）進(jìn)程釋放一個(gè)緩沖區(qū)用的過(guò)程：）進(jìn)程釋放一個(gè)緩沖區(qū)用的過(guò)程： put-buf put-buf（typetype，work-bufwork-buf）。）。 其中：參數(shù)其中：參數(shù)typetype表示緩沖區(qū)隊(duì)列；表示緩沖區(qū)隊(duì)列； 參數(shù)參數(shù)numbernumber為緩沖區(qū)號(hào)；為緩沖區(qū)號(hào)； 參數(shù)參數(shù)work-bufwork-buf為工作緩沖區(qū)類型。為工作緩沖區(qū)類型。35354

42、.4.緩沖池的工作過(guò)程緩沖池的工作過(guò)程收容輸入：收容輸入： 收容輸出：收容輸出：get-bufget-buf（emem，numbernumber）；）； get-buf get-buf（emem，numbernumber）；）；設(shè)備放入輸入數(shù)據(jù)；設(shè)備放入輸入數(shù)據(jù)； 進(jìn)程放入輸出數(shù)據(jù)；進(jìn)程放入輸出數(shù)據(jù)；put-bufput-buf（inin，hinhin） put-buf put-buf（outout，houthout）提取輸入：提取輸入： 提取輸出：提取輸出：get-bufget-buf（inin，numbernumber）；）； get-buf get-buf（outout，numbernu

43、mber）；）；進(jìn)程取出輸入數(shù)據(jù)；進(jìn)程取出輸入數(shù)據(jù)； 設(shè)備取出輸出數(shù)據(jù)；設(shè)備取出輸出數(shù)據(jù)；put-bufput-buf（emem，sinsin） put-buf put-buf（emem，soutsout）。）。5.5.特點(diǎn)：既可以用于輸入又可以用于輸出。特點(diǎn)：既可以用于輸入又可以用于輸出。3636 當(dāng)進(jìn)程向系統(tǒng)提出當(dāng)進(jìn)程向系統(tǒng)提出I/OI/O請(qǐng)求后，由設(shè)備分配程序按照一定的策略請(qǐng)求后，由設(shè)備分配程序按照一定的策略把所要求的設(shè)備分配給該進(jìn)程，為確保把所要求的設(shè)備分配給該進(jìn)程，為確保CPUCPU與設(shè)備之間能進(jìn)行通信，與設(shè)備之間能進(jìn)行通信，還應(yīng)分配相應(yīng)的控制器和通道。還應(yīng)分配相應(yīng)的控制器和通道。5

44、.5 設(shè)備的分配一、設(shè)備分配的功能一、設(shè)備分配的功能系統(tǒng)設(shè)備表（系統(tǒng)設(shè)備表（SDT）整個(gè)系統(tǒng)一張，每個(gè)設(shè)備占一個(gè)表項(xiàng)，整個(gè)系統(tǒng)一張，每個(gè)設(shè)備占一個(gè)表項(xiàng)，記錄了系統(tǒng)中所有設(shè)備的情況。記錄了系統(tǒng)中所有設(shè)備的情況。 設(shè)備控制表（設(shè)備控制表（DCT）每個(gè)設(shè)備一張，記錄了設(shè)備特性以及每個(gè)設(shè)備一張，記錄了設(shè)備特性以及設(shè)備和設(shè)備和I/O控制器的連接情況。控制器的連接情況。控制器表（控制器表（COCT）每個(gè)控制器一張，記錄了控制器的使每個(gè)控制器一張，記錄了控制器的使用狀態(tài)以及和通道的連接情況。用狀態(tài)以及和通道的連接情況。通道控制表（通道控制表（CHCT）每個(gè)通道一張，記錄了通道的情況。每個(gè)通道一張，記錄了通道

45、的情況。二、設(shè)備分配的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)二、設(shè)備分配的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)3737 系統(tǒng)必須具有一種合理的設(shè)備分配策略，該策略與下述的四個(gè)因素系統(tǒng)必須具有一種合理的設(shè)備分配策略，該策略與下述的四個(gè)因素有關(guān)；有關(guān)；1 1）I IO O設(shè)備的固有屬性，該設(shè)備僅適合于某進(jìn)程獨(dú)占或可供幾個(gè)設(shè)備的固有屬性，該設(shè)備僅適合于某進(jìn)程獨(dú)占或可供幾個(gè)進(jìn)程共享（設(shè)備的分配方式）；進(jìn)程共享（設(shè)備的分配方式）；三、設(shè)備分配原則2 2）系統(tǒng)采用的分配算法，是采用先請(qǐng)求先分配方式，還是按優(yōu)）系統(tǒng)采用的分配算法，是采用先請(qǐng)求先分配方式，還是按優(yōu)先級(jí)最高者優(yōu)先分配的方式（設(shè)備的分配策略）；先級(jí)最高者優(yōu)先分配的方式（設(shè)備的分配策略）；3 3）設(shè)備分配

46、的安全性，不合理的設(shè)備分配有可能導(dǎo)致死鎖的發(fā)生；）設(shè)備分配的安全性，不合理的設(shè)備分配有可能導(dǎo)致死鎖的發(fā)生；4 4）設(shè)備的無(wú)關(guān)性，用戶程序與實(shí)際使用的物理設(shè)備無(wú)關(guān)。）設(shè)備的無(wú)關(guān)性，用戶程序與實(shí)際使用的物理設(shè)備無(wú)關(guān)。3838（一）設(shè)備分配的方式靜態(tài)分配：是在作業(yè)級(jí)進(jìn)行的，當(dāng)一個(gè)作業(yè)運(yùn)行之前由系統(tǒng)靜態(tài)分配：是在作業(yè)級(jí)進(jìn)行的，當(dāng)一個(gè)作業(yè)運(yùn)行之前由系統(tǒng)一次分配滿足需要的全部設(shè)備，這些設(shè)備一直為該作業(yè)占用，一次分配滿足需要的全部設(shè)備，這些設(shè)備一直為該作業(yè)占用，直到作業(yè)撤消。這種分配不會(huì)出現(xiàn)死鎖，但設(shè)備的利用效率直到作業(yè)撤消。這種分配不會(huì)出現(xiàn)死鎖，但設(shè)備的利用效率較低。較低。動(dòng)態(tài)分配：是在進(jìn)程運(yùn)行的過(guò)程中進(jìn)

47、行的，當(dāng)進(jìn)程需要使用設(shè)備時(shí)，動(dòng)態(tài)分配：是在進(jìn)程運(yùn)行的過(guò)程中進(jìn)行的，當(dāng)進(jìn)程需要使用設(shè)備時(shí)，通過(guò)系統(tǒng)調(diào)用命令向系統(tǒng)提出設(shè)備請(qǐng)求，系統(tǒng)按一定的分配策略給通過(guò)系統(tǒng)調(diào)用命令向系統(tǒng)提出設(shè)備請(qǐng)求，系統(tǒng)按一定的分配策略給進(jìn)程分配所需設(shè)備，一旦使用完畢立即釋放。顯然這種分配方式有進(jìn)程分配所需設(shè)備，一旦使用完畢立即釋放。顯然這種分配方式有利于提高設(shè)備的使用效率，但會(huì)出觀死鎖。利于提高設(shè)備的使用效率，但會(huì)出觀死鎖。3939（二）I/O設(shè)備分配算法1 1先請(qǐng)求先分配：根據(jù)進(jìn)程對(duì)某設(shè)備提出請(qǐng)求的先后次序，可先請(qǐng)求先分配：根據(jù)進(jìn)程對(duì)某設(shè)備提出請(qǐng)求的先后次序，可將進(jìn)程排成一個(gè)隊(duì)列，設(shè)備分配程序總是先把設(shè)備分配給隊(duì)首將進(jìn)程排

48、成一個(gè)隊(duì)列，設(shè)備分配程序總是先把設(shè)備分配給隊(duì)首進(jìn)程。進(jìn)程。2 2優(yōu)先級(jí)高者優(yōu)先分配：本算法總是將設(shè)備分配給優(yōu)先級(jí)最高的進(jìn)程。優(yōu)先級(jí)高者優(yōu)先分配：本算法總是將設(shè)備分配給優(yōu)先級(jí)最高的進(jìn)程。為此，通常在形成設(shè)備隊(duì)列時(shí)，是將優(yōu)先級(jí)高的進(jìn)程排在前面；對(duì)于為此，通常在形成設(shè)備隊(duì)列時(shí)，是將優(yōu)先級(jí)高的進(jìn)程排在前面；對(duì)于相同優(yōu)先級(jí)的相同優(yōu)先級(jí)的I IO O請(qǐng)求，則按先來(lái)先服務(wù)原則排隊(duì)。請(qǐng)求，則按先來(lái)先服務(wù)原則排隊(duì)。4040（三）設(shè)備分配的安全性 從進(jìn)程運(yùn)行的安全性上考慮，設(shè)備分配有以下兩種方式；從進(jìn)程運(yùn)行的安全性上考慮，設(shè)備分配有以下兩種方式；1 1安全分配方式安全分配方式( (單請(qǐng)求方式單請(qǐng)求方式) )：在這

49、種分配方式中，每當(dāng)進(jìn)程發(fā)：在這種分配方式中，每當(dāng)進(jìn)程發(fā)出出I IO O請(qǐng)求后便進(jìn)入阻塞狀態(tài)，直至請(qǐng)求后便進(jìn)入阻塞狀態(tài)，直至I IO O操作完成時(shí)才被喚醒。操作完成時(shí)才被喚醒。在此策略中，由于已經(jīng)避免了造成死鎖的四個(gè)必要條件之一的在此策略中，由于已經(jīng)避免了造成死鎖的四個(gè)必要條件之一的“請(qǐng)求和保護(hù)請(qǐng)求和保護(hù)”條件，因而分配是安全的。其缺點(diǎn)是進(jìn)程進(jìn)展緩條件，因而分配是安全的。其缺點(diǎn)是進(jìn)程進(jìn)展緩慢、慢、CPUCPU和和1 1O O之間是串行工作的。之間是串行工作的。4141 2 2不安全分配方式不安全分配方式( (多請(qǐng)求方式多請(qǐng)求方式) )：在這種分配方式中，進(jìn)程發(fā)：在這種分配方式中，進(jìn)程發(fā)出出I I

50、O O請(qǐng)求后仍繼續(xù)運(yùn)行，需要時(shí)又發(fā)出第二個(gè)請(qǐng)求后仍繼續(xù)運(yùn)行，需要時(shí)又發(fā)出第二個(gè)I IO O請(qǐng)求、第三請(qǐng)求、第三個(gè)個(gè)I IO O請(qǐng)求。僅當(dāng)進(jìn)程所請(qǐng)求的設(shè)備己被另一進(jìn)程占用時(shí)進(jìn)程請(qǐng)求。僅當(dāng)進(jìn)程所請(qǐng)求的設(shè)備己被另一進(jìn)程占用時(shí)進(jìn)程才進(jìn)入阻塞狀態(tài)。才進(jìn)入阻塞狀態(tài)。優(yōu)點(diǎn)：一個(gè)進(jìn)程可同時(shí)操作多個(gè)設(shè)備，使這些設(shè)備能并行工作；優(yōu)點(diǎn)：一個(gè)進(jìn)程可同時(shí)操作多個(gè)設(shè)備，使這些設(shè)備能并行工作；缺點(diǎn)：分配不安全，從而可能形成死鎖。因此在設(shè)備分配程序缺點(diǎn)：分配不安全，從而可能形成死鎖。因此在設(shè)備分配程序中還應(yīng)增加一個(gè)功能，用于對(duì)本次的設(shè)備分配是否會(huì)形成死鎖中還應(yīng)增加一個(gè)功能，用于對(duì)本次的設(shè)備分配是否會(huì)形成死鎖而進(jìn)行安全性計(jì)算，

51、僅當(dāng)計(jì)算結(jié)果說(shuō)明分配是安全時(shí)，方才進(jìn)而進(jìn)行安全性計(jì)算，僅當(dāng)計(jì)算結(jié)果說(shuō)明分配是安全時(shí)，方才進(jìn)行分配。行分配。（四）設(shè)備的無(wú)關(guān)性42421 1、獨(dú)享分配、獨(dú)享分配 獨(dú)占型設(shè)備有行式打印機(jī)，鍵盤，顯示器。磁帶機(jī)可作為獨(dú)占設(shè)獨(dú)占型設(shè)備有行式打印機(jī)，鍵盤，顯示器。磁帶機(jī)可作為獨(dú)占設(shè)備，也可作為共享設(shè)備。備，也可作為共享設(shè)備。 對(duì)獨(dú)占型設(shè)備一般采用靜態(tài)分配，即當(dāng)一個(gè)用戶作業(yè)申請(qǐng)對(duì)獨(dú)占型設(shè)備一般采用靜態(tài)分配，即當(dāng)一個(gè)用戶作業(yè)申請(qǐng)獨(dú)占設(shè)備時(shí)，系統(tǒng)把設(shè)備分配給這個(gè)用戶作業(yè)，直到這個(gè)作業(yè)獨(dú)占設(shè)備時(shí)，系統(tǒng)把設(shè)備分配給這個(gè)用戶作業(yè)，直到這個(gè)作業(yè)撤銷為止，在這期間設(shè)備被這個(gè)用戶作業(yè)獨(dú)占。撤銷為止，在這期間設(shè)備被這個(gè)用戶

52、作業(yè)獨(dú)占。2 2、共享分配、共享分配 共亨設(shè)備包括磁盤，磁鼓和磁帶。共亨設(shè)備包括磁盤，磁鼓和磁帶。 對(duì)這類設(shè)備的分配是采用動(dòng)態(tài)分配的方式進(jìn)行的，當(dāng)一個(gè)進(jìn)程對(duì)這類設(shè)備的分配是采用動(dòng)態(tài)分配的方式進(jìn)行的，當(dāng)一個(gè)進(jìn)程要請(qǐng)求某個(gè)設(shè)備時(shí)，系統(tǒng)按照某種算法立即分配相應(yīng)的設(shè)備給請(qǐng)求要請(qǐng)求某個(gè)設(shè)備時(shí)，系統(tǒng)按照某種算法立即分配相應(yīng)的設(shè)備給請(qǐng)求者，請(qǐng)求者使用完后立即釋放。者，請(qǐng)求者使用完后立即釋放。四、虛擬設(shè)備技術(shù)43433 3、虛擬設(shè)備技術(shù)：、虛擬設(shè)備技術(shù)：為提高計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的效率，提出了在高速共享設(shè)備為提高計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的效率，提出了在高速共享設(shè)備上模擬低速獨(dú)占設(shè)備功能的技術(shù)。目的是使獨(dú)占設(shè)備變成可共享的設(shè)備。上模擬

53、低速獨(dú)占設(shè)備功能的技術(shù)。目的是使獨(dú)占設(shè)備變成可共享的設(shè)備。操作系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)這種技術(shù)的功能模塊稱操作系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)這種技術(shù)的功能模塊稱SpoolingSpooling（即外部設(shè)備聯(lián)機(jī)同（即外部設(shè)備聯(lián)機(jī)同時(shí)操作時(shí)操作) )系統(tǒng)系統(tǒng) 。虛擬設(shè)備：代替獨(dú)占設(shè)備的那部分存貯空間和相應(yīng)的控制結(jié)構(gòu)。虛擬設(shè)備：代替獨(dú)占設(shè)備的那部分存貯空間和相應(yīng)的控制結(jié)構(gòu)。提出虛擬設(shè)備的原因提出虛擬設(shè)備的原因: 設(shè)備的獨(dú)占使用影響系統(tǒng)的效率。設(shè)備的獨(dú)占使用影響系統(tǒng)的效率。系統(tǒng)效率不高的表現(xiàn)：系統(tǒng)效率不高的表現(xiàn)： 1. 1.占用者不是每時(shí)每刻在使用獨(dú)占的設(shè)備；占用者不是每時(shí)每刻在使用獨(dú)占的設(shè)備； 2. 2.欲使用者必須等待這些設(shè)備；欲

54、使用者必須等待這些設(shè)備； 3. 3.獨(dú)占獨(dú)占設(shè)備的傳輸效率低（低速的設(shè)備的傳輸效率低（低速的I/OI/O設(shè)備）。設(shè)備）。4444實(shí)現(xiàn)虛擬設(shè)備的條件實(shí)現(xiàn)虛擬設(shè)備的條件 : :硬件硬件: : 通道通道 大容量磁盤大容量磁盤: : 輸入井輸入井用于存放作業(yè)的原始信息用于存放作業(yè)的原始信息 輸出井輸出井用于存放作業(yè)的執(zhí)行結(jié)果用于存放作業(yè)的執(zhí)行結(jié)果軟件：預(yù)輸入程序、井管理程序、緩輸出程序軟件：預(yù)輸入程序、井管理程序、緩輸出程序預(yù)輸入（程序）：在作業(yè)執(zhí)行前，負(fù)責(zé)將作業(yè)信息通過(guò)獨(dú)占設(shè)備預(yù)預(yù)輸入（程序）：在作業(yè)執(zhí)行前，負(fù)責(zé)將作業(yè)信息通過(guò)獨(dú)占設(shè)備預(yù)先輸入到磁盤輸入井中放好。先輸入到磁盤輸入井中放好。緩輸出（程序

55、）：在作業(yè)執(zhí)行完畢后，負(fù)責(zé)組織信息輸出。緩輸出（程序）：在作業(yè)執(zhí)行完畢后，負(fù)責(zé)組織信息輸出。井管理（程序）：控制用戶進(jìn)程和磁盤井之間的信息交換。井管理（程序）：控制用戶進(jìn)程和磁盤井之間的信息交換。 作業(yè)執(zhí)行使用數(shù)據(jù)時(shí)不必再啟動(dòng)獨(dú)占設(shè)備讀入，而只需從作業(yè)執(zhí)行使用數(shù)據(jù)時(shí)不必再啟動(dòng)獨(dú)占設(shè)備讀入，而只需從磁盤磁盤輸入井輸入井上輸入數(shù)據(jù)。上輸入數(shù)據(jù)。 作業(yè)執(zhí)行中，不必啟動(dòng)獨(dú)占設(shè)備輸出數(shù)據(jù)，只要將作業(yè)輸出數(shù)據(jù)寫作業(yè)執(zhí)行中，不必啟動(dòng)獨(dú)占設(shè)備輸出數(shù)據(jù)，只要將作業(yè)輸出數(shù)據(jù)寫入磁盤輸出井中放好入磁盤輸出井中放好45454646虛擬分配實(shí)現(xiàn)的過(guò)程：虛擬分配實(shí)現(xiàn)的過(guò)程： 當(dāng)用戶當(dāng)用戶( (或進(jìn)程或進(jìn)程) )申請(qǐng)獨(dú)占設(shè)

56、備時(shí)，系統(tǒng)給它分配共享設(shè)備的一申請(qǐng)獨(dú)占設(shè)備時(shí)，系統(tǒng)給它分配共享設(shè)備的一部分存儲(chǔ)空間。當(dāng)進(jìn)程要與設(shè)備交換信息時(shí)，系統(tǒng)就把要交換的信息部分存儲(chǔ)空間。當(dāng)進(jìn)程要與設(shè)備交換信息時(shí)，系統(tǒng)就把要交換的信息存放在這部分存儲(chǔ)空間。在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候再將存貯空間的信息傳輸?shù)较啻娣旁谶@部分存儲(chǔ)空間。在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候再將存貯空間的信息傳輸?shù)较鄳?yīng)的設(shè)備上去處理。應(yīng)的設(shè)備上去處理。 如系統(tǒng)打印信息時(shí)，就把要打印的信息送到某個(gè)存貯空如系統(tǒng)打印信息時(shí)，就把要打印的信息送到某個(gè)存貯空間中去，然后由系統(tǒng)在適當(dāng)時(shí)機(jī)把存儲(chǔ)空間上的信息送到打間中去，然后由系統(tǒng)在適當(dāng)時(shí)機(jī)把存儲(chǔ)空間上的信息送到打印機(jī)上打印。這個(gè)時(shí)機(jī)可能是打印機(jī)空閑或打印機(jī)完成了一

57、印機(jī)上打印。這個(gè)時(shí)機(jī)可能是打印機(jī)空閑或打印機(jī)完成了一用戶的打印之后。用戶的打印之后。4747虛擬設(shè)備技術(shù)虛擬設(shè)備技術(shù)的特點(diǎn)的特點(diǎn)：1 1）提高了）提高了I/OI/O速度。從對(duì)低速速度。從對(duì)低速I/OI/O設(shè)備進(jìn)行的設(shè)備進(jìn)行的I/OI/O操作變?yōu)閷?duì)輸入操作變?yōu)閷?duì)輸入井或輸出井的操作，如同脫機(jī)操作一樣，提高了井或輸出井的操作，如同脫機(jī)操作一樣，提高了I/OI/O速度，緩和了速度，緩和了CPUCPU與低速與低速I/OI/O設(shè)備速度不匹配的矛盾。設(shè)備速度不匹配的矛盾。2 2）設(shè)備并沒(méi)有分配給任何進(jìn)程。在輸入井或輸出井中，分配給進(jìn)程的）設(shè)備并沒(méi)有分配給任何進(jìn)程。在輸入井或輸出井中，分配給進(jìn)程的是一存儲(chǔ)區(qū)

58、和建立一張是一存儲(chǔ)區(qū)和建立一張I/OI/O請(qǐng)求表。請(qǐng)求表。3 3）實(shí)現(xiàn)了虛擬設(shè)備功能。多個(gè)進(jìn)程同時(shí)使用一獨(dú)享設(shè)備，而）實(shí)現(xiàn)了虛擬設(shè)備功能。多個(gè)進(jìn)程同時(shí)使用一獨(dú)享設(shè)備，而對(duì)每一進(jìn)程而言，都認(rèn)為自己獨(dú)占這一設(shè)備，不過(guò)該設(shè)備是對(duì)每一進(jìn)程而言，都認(rèn)為自己獨(dú)占這一設(shè)備，不過(guò)該設(shè)備是邏輯上的設(shè)備。邏輯上的設(shè)備。48481 1）提高了獨(dú)占設(shè)備的利用率；）提高了獨(dú)占設(shè)備的利用率； 2 2）每個(gè)用戶都有速度極高的）每個(gè)用戶都有速度極高的“輸入機(jī)輸入機(jī)”和和“打印機(jī)打印機(jī)”，縮短，縮短 了作了作業(yè)執(zhí)行時(shí)間；業(yè)執(zhí)行時(shí)間；3 3）能夠多道并行工作）能夠多道并行工作 。實(shí)現(xiàn)虛擬設(shè)備實(shí)現(xiàn)虛擬設(shè)備的好處的好處：4949一、

59、什么是一、什么是I/OI/O進(jìn)程控制進(jìn)程控制 從用戶進(jìn)程的輸入輸出請(qǐng)求開(kāi)始，給用戶進(jìn)程分配設(shè)備和啟動(dòng)相從用戶進(jìn)程的輸入輸出請(qǐng)求開(kāi)始，給用戶進(jìn)程分配設(shè)備和啟動(dòng)相關(guān)設(shè)備，進(jìn)行關(guān)設(shè)備，進(jìn)行I/OI/O操作，以及在操作，以及在I/OI/O操作完成以后響應(yīng)中斷，進(jìn)行善后操作完成以后響應(yīng)中斷，進(jìn)行善后處理為止的整個(gè)系統(tǒng)控制過(guò)程。處理為止的整個(gè)系統(tǒng)控制過(guò)程。5.6 5.6 I/OI/O進(jìn)程控制進(jìn)程控制二、二、I/OI/O控制的功能控制的功能外設(shè)中斷請(qǐng)求外設(shè)中斷請(qǐng)求用戶進(jìn)程用戶進(jìn)程I/O請(qǐng)求請(qǐng)求中斷原因分析中斷原因分析喚醒喚醒中斷處理程序中斷處理程序I/O請(qǐng)求處理請(qǐng)求處理設(shè)備分配程序設(shè)備分配程序緩沖區(qū)管理緩沖

60、區(qū)管理中斷響應(yīng)中斷響應(yīng)啟動(dòng)啟動(dòng)I/O指令指令設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序或通道程序設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序或通道程序I/O控制控制5050一、什么是設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序一、什么是設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序 設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，是驅(qū)動(dòng)物理設(shè)備和設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，是驅(qū)動(dòng)物理設(shè)備和DMADMA控制器或控制器或I/OI/O控制器等直接進(jìn)控制器等直接進(jìn)行行I/OI/O操作的子程序的集合。負(fù)責(zé)設(shè)置設(shè)備有關(guān)寄存器的值，啟動(dòng)設(shè)備操作的子程序的集合。負(fù)責(zé)設(shè)置設(shè)備有關(guān)寄存器的值，啟動(dòng)設(shè)備進(jìn)行進(jìn)行I/OI/O操作，指定操作的類型和數(shù)據(jù)流向等。操作，指定操作的類型和數(shù)據(jù)流向等。二、為何要有設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序二、為何要有設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序 設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序屏蔽了直接對(duì)硬件操作的細(xì)節(jié)，為編程者提