电子科技大学：《计算机操作系统》课程教学资源（PPT课件讲稿）第五章 设备管理

第五章 设备管理

第五章 设备管理

内容 令(1)功/0组成; 令(2)功/0控制; 指Io完成的方法。 令(3)功/0缓冲; 令(4)功/0O分配; 令(5)I/O处理。 指具体I/O命令的完成过程 设备管理

设备管理 内容 ❖ （1）I/O组成； ❖ （2）I/O控制； ٭ 指I/O完成的方法。 ❖ （3）I/O缓冲； ❖ （4）I/O分配； ❖ （5）I/O处理。 ٭ 指具体I/O命令的完成过程

51/O系统 511I/O设备 ◆一、类型 (1)按速度分: 低:键盘 中:打印机 高:磁盘 (2)按信息交换单位分: 块:磁盘可定位 字符:打印机、串口 设备管理

设备管理 5.1 I/O系统 ♣ 5.1.1 I/O设备 ❖ 一、类型 ٭) 1）按速度分： ▪ 低：键盘 ▪ 中：打印机 ▪ 高：磁盘。 ٭) 2）按信息交换单位分： ▪ 块：磁盘,可定位 ▪ 字符：打印机、串口

51/O系统 511I/O设备 ◆一、类型 (3)按设备的共享属性分 独占:如临界资源 共享:磁盘 虚拟:如本身因有属性为独占,但将其 虚拟为几个逻辑设备。 设备管理

设备管理 5.1 I/O系统 ♣ 5.1.1 I/O设备 ❖ 一、类型 ٭) 3）按设备的共享属性分： ▪ 独占：如临界资源 ▪ 共享：磁盘 ▪ 虚拟：如本身因有属性为独占，但将其 虚拟为几个逻辑设备

设备与控制器之间的接口:(图51) 令CPU控制器设备 令三种信号: (1)数据信号:—双向,有缓存 (2)控制信号:控制器发给设备;要求其完成 相关操作 (3)状态信号:设备发给控制器,后者“显 刁; 设备管理

设备管理 二、设备与控制器之间的接口：(图5.1) ❖ CPU―――控制器―――设备 ❖ 三种信号： ٭) 1）数据信号：——双向，有缓存 ٭) 2）控制信号：控制器发给设备；要求其完成 相关操作 ٭) 3）状态信号：设备发给控制器，后者“显 示”；

512设备控制器 一、功能:接收cPU命令,控制IO设备工作,解放cPU 1接收和识别命令 应有相应的 Register来存放命令(“命令寄存器” 2数据交换 cPU控制器的数据寄存器设备 3设备状态的了解和报告 设备控制器中应用“状态寄存器 4地址识别 cPU通过“地址”与设备通信,设备控制器应能识 别它所控制的设备地址以及其各寄存器的地址。 设备管理

设备管理 5.1.2 设备控制器 ❖ 一、功能：接收CPU命令，控制I/O设备工作，解放CPU. ٭ 1.接收和识别命令。 ▪ 应有相应的Register来存放命令（“命令寄存器”） ٭ 2.数据交换 ▪ CPU——控制器的数据寄存器——设备 ٭ 3.设备状态的了解和报告 ▪ 设备控制器中应用“状态寄存器” ٭ 4.地址识别 ▪ CPU通过“地址”与设备通信，设备控制器应能识 别它所控制的设备地址以及其各寄存器的地址

512设备控制器 功能:接收CPU命令,控制I/O设备工作,解放CPU 5数据缓冲 6差错控制 令二、组成(图52) 各类寄存器:数据、命令、状态 信号线:数据线独立寻址、内存寻址)、地址线、控制 线 I/O逻辑:在其控制下完成与CPU、设备的通信。 设备管理

设备管理 5.1.2 设备控制器 ❖ 一、功能：接收CPU命令，控制I/O设备工作，解放CPU， ٭ 5.数据缓冲 ٭ 6.差错控制 ❖ 二、组成（图5.2） ٭ 各类寄存器：数据、命令、状态 ٭ 信号线：数据线(独立寻址、内存寻址)、地址线、控制 线 ٭ I/O逻辑：在其控制下完成与CPU、设备的通信

513IO通道 令一、引入 通道 一种特殊的执行/指令的处理机,与CPU共 享内存,可以有自己的总线。 引入目的 解脱CPU对/o的组织、管理 cPU只需发送/0命令给通道,通道通过调用 内存中的相应通道程序完成任务 设备管理

设备管理 5.1.3 I/O通道 ❖ 一、引入 通道 ٭ 一种特殊的执行I/O指令的处理机，与CPU共 享内存，可以有自己的总线。 引入目的 ٭ 解脱CPU对I/O的组织、管理。 ٭ CPU只需发送I/O命令给通道，通道通过调用 内存中的相应通道程序完成任务

513IO通道 令二、类型 1字节多路通道:(图5-3) 各子通道以时间片轮转方式共享通道,适用 于低、中速设备。 2数组选择通道: 无子通道,仅一主通道,某时间由某设备独 占,适于高速设备。 但通道未共享,利用率低 3数组多路通道 在图5-3中,多子通道不是以时间片方式 而是“按需分配”,综合了前面2种通道类 型的优点。 设备管理

设备管理 5.1.3 I/O通道 ❖ 二、类型 ٭ 1.字节多路通道：（图5-3） ▪ 各子通道以时间片轮转方式共享通道，适用 于低、中速设备。 ٭ 2.数组选择通道： ▪ 无子通道，仅一主通道，某时间由某设备独 占，适于高速设备。 ▪ 但通道未共享，利用率低。 ٭ 3.数组多路通道： ▪ 在图5-3中，多子通道不是以时间片方式， 而是“按需分配”，综合了前面2种通道类 型的优点

513IO通道 ◆三、通道“瓶颈”问题: 解决:采用复联方式 图54 设备管理

设备管理 5.1.3 I/O通道 ❖ 三、通道“瓶颈”问题： ٭ 解决：采用复联方式 ٭ 图5.4