设备管理51.ppt

第五章设备管理
I/O系统
I/O控制方式
缓冲管理
设备分配
设备处理
磁盘存储器管理
I/O 系统
I/O设备
1. I/O设备的类型
1) 按传输速率分类
(1)低速设备(键盘、鼠标器、语音输入/输出等)
(2)中速设备(行式打印机、激光打印机等)
(3)高速设备(磁带机、磁盘机、光盘机等)
2) 按信息交换的单位分类
(1)块设备(Block Device)
(2)字符设备(Character Device)
3) 按设备的共享属性分类
(1)独占设备。
(2) 共享设备。
(3) 虚拟设备。
2. I/O系统结构
(1)I/O系统的组成:
I/O系统的结构可以分成两大类:微机I/O系统和主机I/O系统
1、微机I/O系统
微机I/O系统多采用总线I/O系统结构。
CPU
存储器
磁盘
控制器
打印机
控制器
其他
控制器
……
磁盘驱动器
总线型I/O系统结构
2、主机I/O系统
因为配置的I/O设备较多,若用一条总线直接与CPU通讯,会使总线和CPU的负担太重。因此增加一级I/O通道,以替代CPU与各设备控制器进行通信,实现对它们的控制。
I/O通路共分为4级:
具有通道的I/O系统结构
计
算
机
I/O通道1
I/O通道2
控制器
控制器
控制器
控制器
设
备
设
备
I/O设备一般由机械和电子两部分组成。
电子部分称做设备控制器或适配器
操作系统总是通过设备控制器实施对设备的控制和操作。控制器是可编址的设备。
设备控制器
设备控制器是CPU和设备之间的一个接口,它接收从CPU发来的命令,控制I/O设备操作,实现主存和设备之间的数据传输
1. 设备控制器的基本功能
接收和识别命令
2) 数据交换
3) 标识和报告设备的状态
4) 地址识别
5) 数据缓冲
6) 差错控制
(1) 控制器接口
设备控制器有两个方向的接口: 一个是与主机之间的系统接口;另一个是与设备驱动电路之间的低层次接口。
2. 设备控制器的组成
(2)存储器映像I/O
为了实现与CPU通信,每个控制器都有几个寄存器。
控制寄存器
状态寄存器
数据寄存器
除控制寄存器外,很多设备还有数据缓冲区。
CPU与控制寄存器和设备数据缓冲区的通信方式有两种。
一种方式是为每个控制寄存器分配一个I/O端口号(8位或16位整数),使用专门的I/O指令,CPU可以读/写控制寄存器。
另一种方式是把所有控制寄存器映像到存储器空间。这种模式称做存储器映像I/O(Memory-Mapped I/O)。
此外,还有混合方式,既有存储器映像I/O数据缓冲器,又采用单独的I/O端口。
图 5-2 设备控制器的组成