《计算机组成原理》课程教学资源（PPT课件讲稿）第11章 设备管理 Device Management

Chapteral Davix Agement

第11章 设备管理 （Chapter 11 Device Management)

内容提要 ·计算机J/0子系统的组成 ·OS设备管理模块的结构 ·I/O缓冲技术 ·磁盘调度策略 ·RAID技术

内容提要 • 计算机I/O子系统的组成 • OS设备管理模块的结构 • I/O缓冲技术 • 磁盘调度策略 • RAID技术

11. yO DEVICES

11.1 I/O DEVICES

物理/O设备的分类 Human readable devices(人们可读设备) Such as Keyboard, Mouse, Display, Printer and so on Machine readable devices(机器可读设备) Such as Controller, Sensor, Tape Drive, Disk Drive and So on, Communication Devices Such as Modem, Network Adapter and so on

物理I/O设备的分类 • Human Readable Devices(人们可读设备） – Such as Keyboard, Mouse, Display, Printer and so on; • Machine Readable Devices（机器可读设备） – Such as Controller, Sensor, Tape Drive, Disk Drive and so on; • Communication Devices – Such as Modem, Network Adapter and so on

提示 关于物理O设备的分类并非是唯一的。事实上, 根据物理I/O设备之间的差异,人们可以给出关于物 理/O设备的多种分类

提 示 关于物理I/O设备的分类并非是唯一的。事实上， 根据物理I/O设备之间的差异，人们可以给出关于物 理I/O设备的多种分类

物理I/O设备之间的差异 数据表示( Data Representation)不同 ·数据传输单位( Data transfer unit)不同 ·数据传输速率( Data transfer rate)不同 (见表11。1P452) 控制复杂性( Complexity of Control)不同 错误条件 Error conditions)不同 应用( Application)不同

物理I/O设备之间的差异 • 数据表示(Data Representation)不同 • 数据传输单位(Data Transfer Unit)不同 • 数据传输速率(Data Transfer Rate)不同 （见表11。1 P452） • 控制复杂性(Complexity of Control)不同 • 错误条件(Error Conditions)不同 • 应用(Application)不同

11.2 ORGANIZATION OF THE I /O F UNCTION 物理I/O设备的控制方式 循环测试( Cyclic Test)方式 中断驱动 Interrupt-Driven)方式 ·DMA控制( DMA Contro)方式

11.2 ORGANIZATION OF THE I/O FUNCTION 物理I/O设备的控制方式： • 循环测试(Cyclic Test)方式 • 中断驱动(Interrupt-Driven)方式 • DMA控制(DMA Control)方式

物理I/O设备控制方式的演变 在早期的计算机系统中,由于没有引入ⅣO控制器,因而 CPU只能直接控制ⅣO设备。这就要求CPU的指令集必须 包含驱动各种ⅣO设备的指令,使CPU与ⅣO设备之间的 合作方式是串行的

物理I/O设备控制方式的演变 (1) • 在早期的计算机系统中，由于没有引入 I/O控制器，因而 CPU只能直接控制I/O设备。这就要求CPU的指令集必须 包含驱动各种 I/O设备的指令，使 CPU与 I/O设备之间的 合作方式是串行的

物理I/O设备控制方式的演变 (2) 当引入非中断ⅣO控制器后,CPU便可以通过Ⅳo 控制器间接地控制O设备。这意味着CPU的指 令集可以被简化。然而由于没有引入中断机制, CPU只能采用循环测试方式控制ⅣO设备。故 CPU与ⅣO设备之间的合作方式仍然是串行的

物理I/O设备控制方式的演变 (2) • 当引入非中断 I/O控制器后，CPU便可以通过 I/O 控制器间接地控制I/O设备。这意味着CPU的指 令集可以被简化。然而由于没有引入中断机制， CPU 只能采用循环测试方式控制 I/O设备。故 CPU与 I/O设备之间的合作方式仍然是串行的

Issue re ad command to CPU IA module Read status of l/o Io→cP module t ready Check Error status condition Ready Read word from vo IO→CPU Module Write word CPU into memory memory Done Yes Next instruction a Programmed I/O