设备管理的功能 (2)精.ppt

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1、设备管理的功能设备管理的功能第1页，本讲稿共19页7.1.2 计算机人机交互手段发展历史l第一代用键盘和打印机l第二代用鼠标和调制解调器（俗称“猫”）l第三代用手写笔和扫描仪等第2页，本讲稿共19页7.1.3 外部设备分类l按系统和用戶分：按系统和用戶分：系统、用戶系统、用戶l按按输输入入输输出出传传送送方方式式分分(UNIX或或Linux操操作作系系统统)：字符型设备、块设备字符型设备、块设备l按按资资源源特特点点分分：独独享享设设备备、共共享享设设备备、虚虚拟拟设设备备l按按设设备备硬硬件件物物理理特特性性分分：顺顺序序存存取取设设备备、直直接接存取设备存取设备l按设备使用分：按设备使用分

2、：物理设备、逻辑设备、伪设备物理设备、逻辑设备、伪设备第3页，本讲稿共19页计算机系统组成计算机系统组成l 控制、执行、计算机子系统控制、执行、计算机子系统l 硬件硬件 寄存器寄存器 CPU 主机主机l 存储子系统存储子系统 内存内存 计算机计算机l计算机计算机 外存外存 外部设备外部设备l 软件软件 I/O子系统子系统 各种设备及其各种设备及其l 与主机间连接成份与主机间连接成份第4页，本讲稿共19页8.1.3 1.按系统和用户分类：按系统和用户分类：系统系统设备和用户设备设备和用户设备l 外存设备：软硬盘、光盘外存设备：软硬盘、光盘 输入：输入：键盘、鼠标键盘、鼠标、话筒、话筒计算机计算机

3、 I/O设备设备 人机通信人机通信 光笔、扫描仪光笔、扫描仪外部设备外部设备 设备设备 数码相机、数字摄像机数码相机、数字摄像机l 输出：输出：显示器、显示器、打印机、喇叭打印机、喇叭l 绘图仪绘图仪l 计算机与计算机间的通信设备计算机与计算机间的通信设备l 机机通信机机通信 Modem（猫）、路由器、网卡（猫）、路由器、网卡l 设备设备 计算机与非计算机间的通信设备计算机与非计算机间的通信设备l 数据采集设备，自动控制设备数据采集设备，自动控制设备l系统设备（一般是标准设备）系统设备（一般是标准设备）：键盘、鼠标、显示器键盘、鼠标、显示器属于系统的属于系统的 基本配置。基本配置。l用户设备（

4、一般为非标准设备）：需另外安装。如打印机、声卡用户设备（一般为非标准设备）：需另外安装。如打印机、声卡第5页，本讲稿共19页8.1.3 2：按输入输出传送方式分按输入输出传送方式分(UNIX/Linux系统系统)：字符型设备、块设备字符型设备、块设备l字符型设备字符型设备：以：以字符字符为单位进行输入、输出为单位进行输入、输出的设备。每输入或输出一个字符就要中断一的设备。每输入或输出一个字符就要中断一次主机次主机CPU请求进行处理，所以又称慢速字请求进行处理，所以又称慢速字符设备。例如：终端显示设备。用符设备。例如：终端显示设备。用ls-l/dev 列列目录时首字符为目录时首字符为“c”块设备

5、块设备：以以字符块字符块为单位进行输入、输出的设备。为单位进行输入、输出的设备。例如：硬盘。用例如：硬盘。用ls-l/dev 列目录时首字符为列目录时首字符为“b”第6页，本讲稿共19页7.1.3 3、按资源特点分：、按资源特点分：独享设备、共享设独享设备、共享设备、虚拟设备备、虚拟设备l独享设备：所有字符设备都是独享设备。在一个用户作业独享设备：所有字符设备都是独享设备。在一个用户作业未完成或退出之前，此设备不能分配给其他作业用。打印未完成或退出之前，此设备不能分配给其他作业用。打印机机不能同时不能同时打印多个用户作业，否则输出结果将会混在一起。打印多个用户作业，否则输出结果将会混在一起。l

6、共享设备：软硬盘、光盘等块设备都是共享设备。多个用户作共享设备：软硬盘、光盘等块设备都是共享设备。多个用户作业或多个进程可以业或多个进程可以“同时同时”从这些设备上存取信息。从这些设备上存取信息。l虚拟设备：通过软件技术将独享设备改造成共虚拟设备：通过软件技术将独享设备改造成共享设备。例如：通过享设备。例如：通过SPOOLing技术将一台打技术将一台打印机虚拟成多台打印机。印机虚拟成多台打印机。第7页，本讲稿共19页7.1.3 4：按设备硬件物理特性分：按设备硬件物理特性分：顺序顺序存取设备、直接存取设备存取设备、直接存取设备l顺序存取设备：存取时间与物理上当前位置顺序存取设备：存取时间与物理

7、上当前位置有关。如：磁带有关。如：磁带l直接存取设备：存取时间与物理上当前位直接存取设备：存取时间与物理上当前位置关系不大。如：磁盘置关系不大。如：磁盘第8页，本讲稿共19页8.1.5 7：按设备使用分类：按设备使用分类：物理设备、物理设备、逻辑设备、伪设备逻辑设备、伪设备l物理设备：由操作系统分类命名。如：物理设备：由操作系统分类命名。如：CON、PRN、LPT、COMl逻辑设备：用户可以重新命名。逻辑设备：用户可以重新命名。l伪设备：泛指具有特定用途的逻辑设备。如虚伪设备：泛指具有特定用途的逻辑设备。如虚拟盘。拟盘。第9页，本讲稿共19页7.1.4 设备I/O方式l1、询询问问（Query

8、）：实实时时系系统统中中必必需需采采用用，在在一一般般简简单单系系统统中中也也广广泛泛采采用用，但但系系统统开开销销较较大大，每每次次进进行行输输入入输输出出工工作作，都都需需要要由由主主机机CPU干预；干预；第10页，本讲稿共19页8.1.4 设备I/O方式l2、中中断断（interrupt）：有有硬硬中中断断和和软软中中断断之之分分，中中断断按按级级别别分分类类排排队队工工作作；可可按按字字符符、字字、块块的的传传递递产产生生中中断断；实实时时控控制制常常用用实实时时时时钟钟中中断断，起起自自动动控控制制作作用用；中中断断工工作作主主要要由由中中断断请请求求、中中断断响响应应和和中中断断服

9、服务务处处理理组组成成。“中断中断”的产生使管理工作更能的产生使管理工作更能“自动化自动化”.第11页，本讲稿共19页7.1.4 设备I/O方式l3、通通道道（Channel）：有有硬硬通通道道和和软软通通道道之之分分，硬硬通通道道，例例如如，典典型型的的DMA（Direct Memory Access）工工作作方方式式；软软通通道道是是软软件件设计中使用的各种设计中使用的各种“标识标识”、“缓冲缓冲”等等;第12页，本讲稿共19页8.1.4 设备I/O方式记忆法l医生查房（医生查房（“询问询问”），以便及时掌握病情。），以便及时掌握病情。病床旁红灯是紧急请求病床旁红灯是紧急请求 医生按钮（医

10、生按钮（“中断请求中断请求”）。常规医疗处理医生委托护士（）。常规医疗处理医生委托护士（“硬通道硬通道”）去做。但护士只有执行权而无修改权。）去做。但护士只有执行权而无修改权。第13页，本讲稿共19页7.2 外部设备的安装l7.2.1 系系统统配配置置：在在CMOS中中进进行行配配置置装装入入OS的的内内核核。基基本本配配置置有有软软硬硬盘盘、光光驱驱、显显示示器器、键盘、鼠标键盘、鼠标l7.2.2 用用户户外外接接设设备备：重重新新安安装装OS提提供供的的设设备备驱动。驱动新的用户外接设备。如打印机等驱动。驱动新的用户外接设备。如打印机等l7.2.3 用用户户外外接接特特殊殊设设备备：重重新

11、新安安装装OS 没没有有提提供供的的而而由由厂厂家家提提供供的的设设备备驱驱动动程程序序。是是系系统统硬硬件接口和软件的充分利用。件接口和软件的充分利用。第14页，本讲稿共19页7.2 外部设备的安装l7.2.4 外外部部设设备备的的即即插插即即用用：方方便便用用户户的的较较好好方方法法，即即用用户户不不必必关关心心如如何何安安装装和和管管理理外外设设。凡凡是是符符合合即即插插即即用用标标准准的的外外部部设设备备插插得得上上就就能能用用得得上上。例例如如：不不符符合合标标准准老老设设备备就就无无法法“即即插即用插即用”。第15页，本讲稿共19页8.2 外部设备的安装l7.2.5 设备驱动程序的

12、编制设备驱动程序的编制：几种方法如下：几种方法如下l1、不不纳纳入入OS的的“外外挂挂式式”：利利用用机机器器指指令令编编写写；利利用用basic程程序序端端口口号号及及IN、OUT语语句句编编写写；借借用用现现有有的的标标准准串串、并并行行口口的的标标准准接接口口程程序序“替换代入替换代入”控制设备控制设备l2、利利用用系系统统调调用用，控控制制外外部部设设备备的的三三个个基基本本寄寄存存器器：设设备备状状态态寄寄存存其其（包包括括中中断断向向量量码码和和设设备备号号等等）数数据据寄寄存存器器、控控制制寄寄存存器器的的各各位位内内容。容。第16页，本讲稿共19页7.2 外部设备的安装l7.2

13、.5 设备驱动程序的编制设备驱动程序的编制：几种方法如下：几种方法如下：l3、纳入、纳入OS时，要按时，要按OS设备处理程序的表格设备处理程序的表格规范和分段格式等编写。规范和分段格式等编写。l4、利用厂商提供的设备处理程序、利用厂商提供的设备处理程序l5、网上下载新软件或升级软件、网上下载新软件或升级软件第17页，本讲稿共19页8.2 外部设备的安装7.2.6 CPU与外部设备的信息交换与外部设备的信息交换l四种数据传送控制方式：四种数据传送控制方式：l1、程序直接控制方式程序直接控制方式：耗费大量的：耗费大量的CPU时间、时间、无法检测设备错误、只能串行工作。无法检测设备错误、只能串行工作。l2、中断控制方式中断控制方式：并行操作的设备数受到中：并行操作的设备数受到中断处理时间的限制断处理时间的限制l3、直接内存存取方式直接内存存取方式DMA：要求：要求CPU执行设执行设备驱动程序启动设备，给出存放数据的内存地备驱动程序启动设备，给出存放数据的内存地址址 及操作方式和传送长度等。及操作方式和传送长度等。l4、通道方式通道方式：给：给CPU发出发出I/O启动命令后，由启动命令后，由通道指令完成启动设备等工作通道指令完成启动设备等工作第18页，本讲稿共19页8.2.7 总线和接口总线和接口l教材教材P104自己阅读自己阅读第19页，本讲稿共19页