7.1 设备与设备分类
广义的I/O设备包括计算机系统中除CPU和内存储器以外的所有的设备和装置,还包括所有外部存储设备。狭义的不包括外存设备。
- 按设备的使用特性分类:I/O设备和存储设备
- 设备的信息组织方式划分:字符设备、块设备
- 按设备的共享属性分类:共享设备、独占设备、虚拟设备
7.2 I/O硬件组成
- I/O端口地址主要有两种编址方式:内存映射编址、I/O独立编址
- I/O设备数据传送控制方式:程序直接控制方式(I/O)、中断控制方式、DMA方式(直接访问内存)和通道控制方式。
- DMA方式可分为三个阶段:传送前预处理、数据传送、传送后处理
- 通道控制方式:通道三种类型:选择通道、数组多路通道、字节多路通道
7.3 I/O软件的特点和结构
- I/O软件划分为四层:中断处理程序、设备驱动程序、与设备无关的操作系统软件,用户级软件
- 设备驱动程序
- 与设备驱动有关的软件
- 统一命名
- 设备保护
- 提供与设备无关的逻辑块
- 缓冲
- 存储设备的块分配
- 独占设备的分配和释放
- 出错处理
7.4 典型的I/O技术
- 缓冲技术
- 设备分配技术
- 设备分配算法
- 采用系统设备表SDT、设备控制表DCT、控制器控制表COCT、通道控制表CHCT。
- 设备分配原则
- 独占设备的分配
- 共享设备的分配
- 虚拟设备
7.5 I/O性能问题及解决方案小结
- 通过应用缓冲技术,解决传输速度差异的问题
- 通过异步I/O技术,使CPU不必等待I/O的操作结果
- 通过应用DMA和通道部件,使CPU与这些部件能够并行执行
- 通过应用虚拟设备技术,减少进程阻塞时间,提高独占设备的利用率
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