南京大学：《操作系统》课程教学资源（PPT课件）第五章 设备管理

CH5设备管理

CH5 设备管理

设备管理通常应具有以下功能: 外围设备中断处理 缓冲区管理 外围设备的分配 外围设备驱动调度 虚拟设备及其实现

设备管理通常应具有以下功能： ◼ l 外围设备中断处理 ◼ l 缓冲区管理 ◼ l 外围设备的分配 ◼ l 外围设备驱动调度 ◼ l 虚拟设备及其实现

5.1ⅣO硬件原理 ■操作系统的设计者的立足点主要 是针对如何利用O硬件的功能 进行程序设计提供一个方便用户 的实用接口

5.1 I/O硬件原理 ◼操作系统的设计者的立足点主要 是针对如何利用I/O硬件的功能 进行程序设计提供一个方便用户 的实用接口 ◼

5.1.1IO系统 ■通常把丨O设备及其接口线路、控制部件 通道和管理软件称为O系统, ■把计算机的主存和外围设备的介质之间 的信息传送操作称为输入输出操作

5.1.1 I/O系统 ◼ 通常把I/O设备及其接口线路、控制部件、 通道和管理软件称为I/O系统， ◼ 把计算机的主存和外围设备的介质之间 的信息传送操作称为输入输出操作

■按照输入输出特性,MO设备可以划分为输 入型外围设备、输出型外围设备和存储型 外围设备三类。按照输入输出信息交换的 单位,MO设备则可以划分为字符设备和块 设备。输入型外围设备和输出型外围设备 般为字符设备,它与内存进行信息交换 的单位是字节,即一次交换1个或多个字节 所谓块是连续信息所组成的一个区域,块 设备则一次与内存交换的一个或几个块的 信息,存储型外围设备一般为块设备

◼ 按照输入输出特性，I/O设备可以划分为输 入型外围设备、输出型外围设备和存储型 外围设备三类。按照输入输出信息交换的 单位，I/O设备则可以划分为字符设备和块 设备。输入型外围设备和输出型外围设备 一般为字符设备，它与内存进行信息交换 的单位是字节，即一次交换1个或多个字节。 所谓块是连续信息所组成的一个区域，块 设备则一次与内存交换的一个或几个块的 信息，存储型外围设备一般为块设备

■存储型外围设备又可以划分为顺序存取 存储设备和直接存取存储设备。顺序存 取存储设备严格依赖信息的物理位置进 行定位和读写,如磁带。直接存取存储 设备的重要特性是存取任何一个物理块 所需的事件几乎不依赖于此信息的位置, 如磁盘

◼ 存储型外围设备又可以划分为顺序存取 存储设备和直接存取存储设备。顺序存 取存储设备严格依赖信息的物理位置进 行定位和读写，如磁带。直接存取存储 设备的重要特性是存取任何一个物理块 所需的事件几乎不依赖于此信息的位置， 如磁盘

不同设备的物理特性存在很大 差异,其主要差别在于 ●数据传输率从每秒几十个字符(键盘输入)到 每秒几个KB(磁盘,相差万倍; ●数据表示方式不同设备采用不同字符表和奇 偶校验码; ■●传输单位慢速设备以字符为单位,快速设备 以块为单位,可相差几千倍; ■●出错条件错误的性质、形式、后果、报借方 法,应对措施等每类设备都不一样

不同设备的物理特性存在很大 差异，其主要差别在于: ◼ l数据传输率 从每秒几十个字符(键盘输入)到 每秒几个KB(磁盘),相差万倍; ◼ l数据表示方式 不同设备采用不同字符表和奇 偶校验码; ◼ l传输单位 慢速设备以字符为单位,快速设备 以块为单位,可相差几千倍; ◼ l出错条件 错误的性质、形式、后果、报借方 法，应对措施等每类设备都不一样

5.1.2IO控制方式 ■按照O控制器功能的强弱,以及和CPU 之间联系方式的不同,可把O设备的控 制方式分为四类,它们的主要差别在于 中央处理器和外围设备并行工作的方式 不同,并行工作的程度不同

5.1.2 I/O控制方式 ◼ 按照I/O控制器功能的强弱，以及和CPU 之间联系方式的不同，可把I/O设备的控 制方式分为四类，它们的主要差别在于 中央处理器和外围设备并行工作的方式 不同，并行工作的程度不同

5121询问方式 ■询问方式又称程序直接控制方式,在这 种方式下,输入输出指令或询问指令测 试一台设备的忙闲标志位,决定主存储 器和外围设备是否交换一个字符或一个 字

5.1.2.1 询问方式 ◼ 询问方式又称程序直接控制方式，在这 种方式下，输入输出指令或询问指令测 试一台设备的忙闲标志位，决定主存储 器和外围设备是否交换一个字符或一个 字

设置计数值 传送一个字 设置内存缓冲首址 修改内存地址 启动外设 修改计数值 是

◼ 设置计数值 设置内存缓冲首址 启动外设 就绪 传送一个字 修改内存地址 修改计数值完 是 是 结束I/O