[精选]20--os设备管理.pptx

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1、软件技术基础制作主讲设备管理1操作系统内容概要n n 操作系统概述和基本原理n n 操作系统的几大基本的管理功能u u处理机管理处理机管理u u存储器管理存储器管理u u设备管理设备管理u u文件管理文件管理u u作业管理作业管理2设备管理的基本概念设备的分配第二篇第二篇 操作系统操作系统设备的驱动设备数据传送方式缓冲技术假脱机技术3I/O系统n n 7.1 I/O 系统u u7.1.1 I/O7.1.1 I/O系统的结构系统的结构u u7.1.2 I/O7.1.2 I/O设备分类设备分类u u7.1.3 7.1.3 设备管理的功能设备管理的功能u u7.1.47.1.4设备控制器设备控制器u

2、 u7.1.5 I/O7.1.5 I/O通道通道4基于总线结构的I/O系统n n 1 微机I/O 系统的结构u u共享总线，设备与共享总线，设备与CPUCPU之间要通过设备控制器之间要通过设备控制器CPU存储器高速高速I/OI/O设备设备总线低速低速I/OI/O设备设备设备控制器设备控制器设备控制器设备控制器5基于主存和通道的I/O系统CPU主存通道 通道 通道 通道某某I/OI/O设备设备磁磁盘盘磁带通信通信设备设备主存可同时进行可同时进行控制控制n n 2 主机I/O 系统结构u u通道与通道与CPUCPU共享主存共享主存u u通道代替通道代替CPUCPU完成与设备控制器的通信完成与设备控

3、制器的通信6I/O设备分类n n 7.1.2 I/O 设备分类按传输速度按传输速度按信息交换单位按信息交换单位按分配方式按分配方式按工作特性按工作特性I/OI/O设备设备存储设备存储设备低速：键盘、鼠标低速：键盘、鼠标中速：打印机中速：打印机高速：磁盘高速：磁盘块设备：信息传输以块为单位块设备：信息传输以块为单位字符设备：信息传输以字节为单位字符设备：信息传输以字节为单位独占设备：打印机独占设备：打印机共享设备：磁盘共享设备：磁盘虚拟设备：将独占设备虚拟为多台虚拟设备到达共享设备的目的到达共享设备的目的7设备管理的功能n n7.1.3 7.1.3 设备管理的功能设备管理的功能为用户提供简单一致

4、的方式访问各种为用户提供简单一致的方式访问各种I/OI/O设备的能力设备的能力u u11进行设备分配进行设备分配 设备分配程序设备分配程序 按设备类型和系统分配策略进行设备分配与回收按设备类型和系统分配策略进行设备分配与回收u u22、实现真正、实现真正I/OI/O操作操作 设备驱动程序设备驱动程序 向用户提供统一的接口向用户提供统一的接口屏蔽屏蔽I/OI/O操作的细节操作的细节 实现设备驱动实现设备驱动真正的真正的I/OI/O操作操作 实现虚拟设备管理实现虚拟设备管理u u33、实现其它功能、实现其它功能 缓冲区管理缓冲区管理 用缓冲区提供用缓冲区提供CPUCPU与与I/OI/O设备的速度匹

5、配设备的速度匹配8设备管理控制器n n 7.1.4 设备控制器n n 1 什么是设备控制器u u位于位于CPUCPU与设备之间，接收与设备之间，接收CPUCPU下达的输入、输下达的输入、输出命令并控制具体设备实现操作。出命令并控制具体设备实现操作。接口：位于接口：位于CPUCPU与设备之间与设备之间 解脱：将解脱：将CPUCPU从从I/OI/O控制中解脱控制中解脱 可编址：一个控制器可控制一个或多个设备可编址：一个控制器可控制一个或多个设备 接口卡：存在形式，如声卡、显卡等接口卡：存在形式，如声卡、显卡等 字符与块控制：字符与块控制：I/OI/O控制，数据传递方式控制，数据传递方式9设备控制器

6、的功能n n 2 设备控制器功能u u接收和识别命令接收和识别命令 地址识别地址识别 命令接收命令接收 命令识别命令识别u u数据交换数据交换 数据暂存、缓冲数据暂存、缓冲 数传速率匹配数传速率匹配u u监测设备状态监测设备状态CPUCPU下达控制命令下达控制命令地址识别地址识别out 10Hout 10H，1110H10H11H11H命令接收命令接收命令识别命令识别弹出弹出光盘光盘光盘光盘就绪就绪产生中断信号产生中断信号通知通知CPUCPU10设备控制器的接口n n 3 设备控制器的接口u u数据接口数据接口 传递数据传递数据u u控制接口控制接口 传递控制命令或控制信号传递控制命令或控制信

7、号u u状态接口状态接口 传递设备状态信号传递设备状态信号11设备控制器的组成n n 4 设备控制器组成u u控制器与控制器与CPUCPU的接口单元的接口单元u u控制器与设备接口单元控制器与设备接口单元u uI/OI/O逻辑单元逻辑单元 实现控制功能：命令识别，状态处理实现控制功能：命令识别，状态处理数据线数据线数据存放器数据存放器地址线地址线I/OI/O逻辑逻辑控制线控制线控制器与控制器与设备接口设备接口控制器与控制器与设备接口设备接口数据信号数据信号控制信号控制信号状态信号状态信号数据信号数据信号控制信号控制信号状态信号状态信号12通道n n 7.1.5 I/O 通道u u引入引入 将将

8、CPUCPU进一步从低速复杂的进一步从低速复杂的I/OI/O操作中解脱出操作中解脱出来来u u通道：通道：是一种特殊的处理机，具有执行是一种特殊的处理机，具有执行I/OI/O指令的能指令的能力。通道通过执行通道程序来控制力。通道通过执行通道程序来控制I/OI/O操作操作 主机具有一个或多个通道，通道和主机具有一个或多个通道，通道和CPUCPU都共享都共享一个主存一个主存 一个通道可管理一个或多个设备控制器，进而一个通道可管理一个或多个设备控制器，进而管理一个或多个设备管理一个或多个设备13通道 一个通道可管理一个或多个设备控制器，进而一个通道可管理一个或多个设备控制器，进而管理一个或多个设备管

9、理一个或多个设备通道通道设备控制器设备控制器设备控制器设备控制器设备设备设备设备设备设备通道通道 设备控制器设备控制器设备设备设备设备主存主存 CPUCPU14OPOPPPRR数量数量地址地址03131OP:OP:操作码，读、写、控制操作码，读、写、控制P:P:通道程序结束标志通道程序结束标志R:R:纪录结束标志纪录结束标志CC00000044RR001110001000200200WW0011404012001200ww111130030012401240RR WWCC例：例：磁带反卷磁带反卷从通道中读入从通道中读入10001000个字节到个字节到内存内存200200起始处起始处向通道写出向

10、通道写出4040字节，数据块字节，数据块起始于内存起始于内存12001200向通道写出向通道写出300300字节，数据块字节，数据块起始于内存起始于内存12401240通道程序指令结构通道程序指令结构n n通道程序通道程序15通道工作原理n n 通道工作基本原理u uCPUCPU只需向通道发出一条指令，通道便从内存中只需向通道发出一条指令，通道便从内存中取出本次执行的通道程序，并执行。取出本次执行的通道程序，并执行。u u通道程序可以包含屡次输入、输出，是一个相对通道程序可以包含屡次输入、输出，是一个相对完整的过程完整的过程u u通道把通道把CPUCPU从繁杂的从繁杂的I/OI/O任务中解脱出

11、来任务中解脱出来u u通道之间可以并行执行，系统通道之间可以并行执行，系统I/OI/O效率得到提高效率得到提高16通道的类型n n 通道类型u u字节多路通道字节多路通道 以字节为单位传送数据以字节为单位传送数据 以以“分时方式效劳于多个分时方式效劳于多个I/OI/O设备设备多路多路 数据传送速率低数据传送速率低u u数组选择通道数组选择通道 以数组为单位传送数据以数组为单位传送数据 设备独占通道设备独占通道 数据传送速率高，通道利用率低数据传送速率高，通道利用率低17通道的类型n n 通道的类型u u数组多路通道数组多路通道 以数组为单位以数组为单位 分时效劳于多个设备分时效劳于多个设备 数

12、据传送速率高，通道利用率高数据传送速率高，通道利用率高18单通路与多通路系统n n 单通路与多通路系统u u单通路：树型结构，从通道到设备只有一条通路单通路：树型结构，从通道到设备只有一条通路u u多多通路：从设备到通道有多条通路通路：从设备到通道有多条通路通道通道设备控制器设备控制器设备控制器设备控制器设备设备设备设备设备设备通道通道通道通道设备控制器设备控制器设备控制器设备控制器设备设备设备设备通道通道设备设备19I/O控制方式n n 7.2 I/O 控制方式u u程序控制程序控制I/OI/O方式方式u u中断控制中断控制I/OI/O方式方式u uDMADMA方式方式u u通道控制方式通道

13、控制方式类类比比假设你参加希望工程，捐助假设你参加希望工程，捐助一名失学儿童，你会怎样与一名失学儿童，你会怎样与她她/他沟通？他沟通？20程序控制I/O方式n n 7.2.1 程序控制I/O 方式轮询u u由程序循环测试控制器的状态由程序循环测试控制器的状态启动数据启动数据接收接收有数据有数据接收？接收？否否是是启动数据启动数据发送发送数据发送数据发送完毕？完毕？否否是是忙等忙等21中断控制方式与DMA方式CPU总线I/OI/O设备设备内存内存中断中断CPUI/OI/O设备设备内存内存DMADMA通知已通知已传输完毕传输完毕22中断控制I/O方式n n 7.2.2 中断控制方式u u设备的控制

14、通过中断机制实现，如有数据到达时，设备的控制通过中断机制实现，如有数据到达时，设备通过中断信号通知设备通过中断信号通知CPUCPU，CPUCPU调用相应的中调用相应的中断处理程序接收数据断处理程序接收数据u u结合中断机制和进程状态转换，可实现让权等待结合中断机制和进程状态转换，可实现让权等待CPU总线I/OI/O设备设备内存内存中断中断23中断实现输入的流程n n 进程利用中断实现输入的流程初始化初始化阻塞等待输入阻塞等待输入控制设备控制设备完成输入完成输入中断处理程序中，根据中断中断处理程序中，根据中断类型唤醒相应等待进程类型唤醒相应等待进程设备产生输入中断设备产生输入中断需要输入数据的进

15、程需要输入数据的进程24中断实现输出的流程n n 进程利用中断实现输出的流程向设备输出数据向设备输出数据阻塞等待输出完成阻塞等待输出完成设备产生输出中断设备产生输出中断中断处理程序中，根据中中断处理程序中，根据中断类型唤醒相应等待进程断类型唤醒相应等待进程需要输出数据的进程需要输出数据的进程25中断机制实现了中断机制实现了CPUCPU与设备的并行控制与设备的并行控制让权等待让权等待CPUCPU输入：输入：其他进程其他进程中断处理中断处理设备设备等待数据等待数据继续继续处理输入数据处理输入数据被唤醒的等待进程被唤醒的等待进程数据到数据到设备设备产生中断产生中断暂不接收暂不接收数据数据去除中断去除

16、中断等待数据等待数据唤醒等待接收的进程唤醒等待接收的进程CPUCPU等待进程测试设备等待进程测试设备设备设备等待数据等待数据继续测试设备继续测试设备处理输入数据处理输入数据数据到数据到设备设备暂不接收暂不接收数据数据等待数据等待数据忙等忙等轮询方式中断方式26中断控制方式的特点n n中断控制方式的特点中断控制方式的特点u u结合中断控制方式和进程的状态转换，可以实现结合中断控制方式和进程的状态转换，可以实现让权等待，使让权等待，使CPUCPU和设备都得到充分利用和设备都得到充分利用u u中断控制方式一般以字节为单位产生中断，传输中断控制方式一般以字节为单位产生中断，传输速率较低速率较低u u系

17、统处理一个字节要经过中断响应、中断程序处系统处理一个字节要经过中断响应、中断程序处理、控制设备的进程被唤醒、进程被调度，进程理、控制设备的进程被唤醒、进程被调度，进程从设备读入或向设备输出一个字节。开销较大，从设备读入或向设备输出一个字节。开销较大，传输效率较低传输效率较低27DMA控制I/O方式n n7.2.3 DMA 方式u uDMADMA方式为成块传递，减少方式为成块传递，减少CPUCPU在数据传递过程在数据传递过程中的干预中的干预 11数据直接在数据直接在DMADMA控制器控制下通过总线传递控制器控制下通过总线传递到内存中到内存中 22在完成指定数量的数据接收后，在完成指定数量的数据接

18、收后，DMADMA控制器控制器才向才向CPUCPU产生中断。产生中断。33中断处理程序可能唤醒等待数据的进程中断处理程序可能唤醒等待数据的进程 44等待数据的进程经过调度后，处理输入的数等待数据的进程经过调度后，处理输入的数据，此时数据已经在内存里了据，此时数据已经在内存里了28通道控制I/O方式n n 7.2.4 通道控制u u通道通过执行通道程序并行完成一系列输入输出通道通过执行通道程序并行完成一系列输入输出过程过程u u通道进一步减少通道进一步减少CPUCPU对输入输出过程的干预。整对输入输出过程的干预。整个过程中，个过程中，CPUCPU只需向通道发出一个指令只需向通道发出一个指令u u

19、通道提高通道提高CPUCPU与设备之间的并行性，提高资源利与设备之间的并行性，提高资源利用率，提高系统吞吐量用率，提高系统吞吐量 通道之间，通道与通道之间，通道与CPUCPU之间是并行的之间是并行的29缓冲管理n n 7.3 缓冲管理n n 7.3.1 缓冲思想的引入：u uCPUCPU与与I/OI/O设备速度匹配问题设备速度匹配问题u u减少中断频率减少中断频率 缓冲一定数量的数据后才向缓冲一定数量的数据后才向CPUCPU产生一次中断产生一次中断u u提高提高CPUCPU与与I/OI/O之间的并行性之间的并行性 减少减少CPUCPU在设备数据传输期的干预在设备数据传输期的干预速度速度11速度

20、速度2230单缓冲管理n n 7.3.2 单缓冲u u接收接收 设备以速率设备以速率VV向缓冲输入数据向缓冲输入数据 缓冲区满后缓冲区满后CPUCPU以速率以速率WW读出数据读出数据 缓冲区处理完后再由设备输入数据缓冲区处理完后再由设备输入数据u u发送发送 反之亦然反之亦然速度V速度W解决了速率匹配问题解决了速率匹配问题31双缓冲管理n n 7.3.3 双缓冲u u设置两个缓冲区设置两个缓冲区 提高提高CPUCPU与设备间与设备间的并行度的并行度设备设备CPUCPU设备设备11设备设备22CPUCPU双向通信双向通信接收接收设备设备发送发送设备设备CPUCPU例例11例例22例例33同时同时

21、同时同时32循环缓冲管理n n 7.3.4 循环缓冲u u多个缓冲区循环使用，类似循环队列多个缓冲区循环使用，类似循环队列CPUCPU设备输入设备输入next_innext_innext_outnext_out33缓冲池的管理n n 7.3.5 缓冲池的管理u u可供多个对象共享的公用缓冲区组成的缓冲池可供多个对象共享的公用缓冲区组成的缓冲池u u缓冲池组成缓冲池组成多种类型的缓冲区组成的三条队列多种类型的缓冲区组成的三条队列 inqinq：从设备输入的数据缓冲区队列：从设备输入的数据缓冲区队列 outqoutq：准备向设备输出的数据缓冲区队列：准备向设备输出的数据缓冲区队列 emptyqem

22、ptyq：空缓冲区队列：空缓冲区队列34缓冲池的组成n n 缓冲池的组成emptyqemptyqinqinqoutqoutq收容输入收容输入提取输出提取输出提取输入提取输入收容输出收容输出设备设备CPUCPU数据到达数据到达取走数据取走数据发送数据发送数据取走发送取走发送35缓冲池操作n n 缓冲池操作四种操作设备输入数据到缓冲池设备输入数据到缓冲池get buffer from emptyq;get buffer from emptyq;fill data in buffer;fill data in buffer;put buffer in inq;put buffer in inq;收容

23、输入收容输入用户从缓冲池读入数据用户从缓冲池读入数据get buffer from inq;get buffer from inq;calculate data in buffer;calculate data in buffer;put buffer back to emptyqput buffer back to emptyq提取输入提取输入用户向数据缓冲池输出数据用户向数据缓冲池输出数据get buffer from outq;get buffer from outq;Send data;Send data;put buffer in emptyq;put buffer in empty

24、q;收容输出收容输出设备从缓冲池中读出输出设备从缓冲池中读出输出数据并完成输出数据并完成输出get buffer from emptyq;get buffer from emptyq;fill data in buffer;fill data in buffer;put buffer outq;put buffer outq;提取输出提取输出设备设备用户用户注意：还应结合注意：还应结合进程同步机制进程同步机制36设备分配的功能n n 7.4 设备的分配n n 7.4.1 设备分配功能u u按一定算法进行设备分配按一定算法进行设备分配u u保证：保证：“有有用户能得到设备使用权。用户能得到设备使

25、用权。“平安平安用户使用设备是平安的。用户使用设备是平安的。包括设备、设备包括设备、设备控制器及通道控制器及通道3738设备分配涉及的数据结构n n 7.4.2 实现设备分配的数据结构u u系统设备表：纪录系统设备情况系统设备表：纪录系统设备情况u u设备控制表：纪录设备信息及设备的控制器表设备控制表：纪录设备信息及设备的控制器表u u设备控制器表：纪录控制器信息及通道控制表设备控制器表：纪录控制器信息及通道控制表u u通道控制表：纪录通道信息通道控制表：纪录通道信息设备名设备名SDTSDTDCTDCTCOCTCOCTCHCTCHCT设备控制表设备控制表设备名设备名设备控制表设备控制表设备名设

26、备名设备控制表设备控制表设备名设备名设备控制表设备控制表SDTSDT设备名设备名设备控制器设备控制器设备名设备名设备控制器设备控制器状态状态状态状态控制器名控制器名通道控制表通道控制表状态状态控制器名控制器名通道控制表通道控制表状态状态DCTDCTCOCTCOCT通道标识通道标识状态状态通道标识通道标识状态状态CHCTCHCT39设备分配时考虑的因素n n 7.4.3 设备分配应考虑的因素u u11设备的固有属性：设备的固有属性：独占独占 共享共享u u22分配的算法：分配的算法：当申请设备的进程有多个时当申请设备的进程有多个时v v先申请的进程先满足先申请的进程先满足FIFOFIFOv v按

27、进程的优先级分配按进程的优先级分配 当可申请的设备有多个时当可申请的设备有多个时40设备分配时考虑的因素u u33设备分配的平安性：死锁设备分配的平安性：死锁 平安分配：非请求和保持，平安分配：非请求和保持，CPUCPU与设备串行工与设备串行工作作 不平安分配：分配设备时应该进行平安性状态不平安分配：分配设备时应该进行平安性状态检测检测41设备分配时考虑的因素n n 4 逻辑设备独立于物理设备u u用户使用逻辑设备，由系统控制具体的物理设备用户使用逻辑设备，由系统控制具体的物理设备u u系统能根据用户提供的逻辑设备名找到相应的物系统能根据用户提供的逻辑设备名找到相应的物理设备理设备u u优点：

28、优点：灵活分配灵活分配 易于重定向易于重定向u u逻辑设备表：逻辑设备表：完成逻辑设备名到物理设备的映射完成逻辑设备名到物理设备的映射4243设备分配的过程n n 7.4.4 设备分配的基本过程分配设备分配设备分配设备控制器分配设备控制器分配通道分配通道启动启动I/OI/O设备开始信息传递设备开始信息传递44分配设备的子流程n n 分配设备根据设备名查根据设备名查SDTSDT表，表，找到该设备的找到该设备的DCTDCT该设备忙？该设备忙？分配平安？分配平安？将设备分配给进程将设备分配给进程将进程插入将进程插入DCTDCT等待设备进程队列中等待设备进程队列中 否否是是是是否否*45分配设备控制器

29、的子流程n n 分配设备控制器根据根据DCTDCT表，表，找到该设备的控制器表找到该设备的控制器表COCTCOCT控制器忙？控制器忙？将设备控制器分配给进程将设备控制器分配给进程将进程插入将进程插入COCTCOCT等待设备控制器等待设备控制器进程队列中进程队列中否否是是*46分配通道的子流程n n 分配通道根据根据COCTCOCT表，表，找到该设备的通道表找到该设备的通道表CHCTCHCT通道忙？通道忙？将通道分配给进程将通道分配给进程将进程插入将进程插入CHCTCHCT等待通道进程队列中等待通道进程队列中 否否是是*47真脱机I/O技术n n 7.5 虚拟设备管理SPOOLING 技术“假脱

30、机技术假脱机技术n n 7.5.1 真脱机技术u u输入、输出是脱离主机完成的。输入、输出是脱离主机完成的。u uCPUCPU只与高速磁盘磁带交换数据只与高速磁盘磁带交换数据u u靠外围机控制输入、输出设备与磁盘交换数据靠外围机控制输入、输出设备与磁盘交换数据其它其它输入井输入井输出井输出井高速高速高速高速脱离主机进行脱离主机进行脱离主机进行脱离主机进行48虚拟设备管理技术n n7.5.2 Spooling 假脱机技术u u11技术要点：技术要点：11多道程序并发执行多道程序并发执行 22一道程序模拟外围机的输入，将数据从设一道程序模拟外围机的输入，将数据从设备输入到磁盘备输入到磁盘 33一道

31、程序模拟外围机的输出，将数据从磁一道程序模拟外围机的输出，将数据从磁盘输出到设备盘输出到设备 44其它程序与设备的通信和脱机方式一样：其它程序与设备的通信和脱机方式一样：只读写高速磁盘只读写高速磁盘 55主机仍要控制外围设备主机仍要控制外围设备“假脱机假脱机49虚拟设备管理技术的特点u u22特点特点 11提高了进程访问低速设备速率提高了进程访问低速设备速率 22独占设备成为虚拟设备独占设备成为虚拟设备v v不与实际设备直接交互不与实际设备直接交互 33独占设备成为共享设备独占设备成为共享设备v v磁盘是可共享的高速设备磁盘是可共享的高速设备v v多个进程可以同时共享虚拟设备磁盘上的多个进程可

32、以同时共享虚拟设备磁盘上的文件，由系统控制独占设备逐件完成任务。文件，由系统控制独占设备逐件完成任务。50虚拟设备管理例n n 例：Windows 系统下，使用了spooling 技术的打印机管理。u u翻开多个翻开多个wordword文档，可同时向虚拟打印机打印文文档，可同时向虚拟打印机打印文档。档。u u每个文档都在几秒之内认为文档打印结束，可以每个文档都在几秒之内认为文档打印结束，可以继续进行编辑任务。实际文档并没有打印出来，继续进行编辑任务。实际文档并没有打印出来，而是输出到而是输出到spoolingspooling技术控制的打印队列中。技术控制的打印队列中。u u翻开打印机管理器，可

33、以发现系统将需要打印的翻开打印机管理器，可以发现系统将需要打印的文档排了队，在系统控制下逐个打印。文档排了队，在系统控制下逐个打印。51虚拟设备管理例n n Windows 打印管理52其它其它输入井：输入井：外围计算机外围计算机输出井输出井外围计算机外围计算机高速高速高速高速用户程序用户程序用户终端用户终端其它其它低速低速硬盘硬盘低速低速模拟输入模拟输入高速高速模拟输出模拟输出高速高速数据数据数据数据模拟模拟模拟模拟用户程序获得：高速输入用户程序获得：高速输入 高速输高速输出出用户程序获得：高速输入用户程序获得：高速输入 高速输高速输出出低速低速53n n22特点特点u u11提高了进程访问

34、低速设备速率提高了进程访问低速设备速率u u22独占设备成为虚拟设备独占设备成为虚拟设备u u33独占设备成为共享设备独占设备成为共享设备虚拟设备特点不与实际设备直接交互不与实际设备直接交互磁盘是可共享的高速设备磁盘是可共享的高速设备其它其它硬盘硬盘模拟输入模拟输入高速高速模拟输出模拟输出高速高速54虚拟设备管理系统的组成n n xx其它其它硬盘硬盘模拟输入模拟输入高速高速模拟输出模拟输出高速高速n n33SpoolingSpooling系统组成系统组成u u11输入井、输出井输入井、输出井磁盘上磁盘上u u22输入缓冲、输出缓冲输入缓冲、输出缓冲内存中内存中u u33输入程序、输出程序输入程

35、序、输出程序脱机模拟脱机模拟u u44请求设备的进程列表请求设备的进程列表排队机制排队机制55虚拟设备比较n n 与不脱机技术比较u u提高了进程访问设备的速度提高了进程访问设备的速度 通过让用户进程较快完成任务，从而引入更多通过让用户进程较快完成任务，从而引入更多进程，提高了系统吞吐量进程，提高了系统吞吐量u u独占设备成为虚拟设备独占设备成为虚拟设备u u独占设备成为共享设备独占设备成为共享设备n n 与真脱机技术比较u u主机系统仍要与低速设备打交道主机系统仍要与低速设备打交道u u整个系统的吞吐量不如真脱机整个系统的吞吐量不如真脱机56设备处理的基本功能n n 7.6 设备的处理设备驱

36、动n n 7.6.1 基本功能u u在分配程序完成设备分配之后进行在分配程序完成设备分配之后进行 11解释解释I/OI/O指令指令 22发动并完成具体发动并完成具体I/OI/O操作操作 33响应设备及控制器的响应设备及控制器的I/OI/O请求，调用相应请求，调用相应的中断处理程序的中断处理程序57设备处理方式n n 7.6.2 设备处理方式 u u11为每一类设备设置一个为每一类设备设置一个I/OI/O进程进程 灵活灵活u u22在整个系统中设置一个在整个系统中设置一个I/OI/O进程进程 便于统一管理便于统一管理u u33不设置进程而是提供模块以供用户及系统调不设置进程而是提供模块以供用户及

37、系统调用用 减少进程数量减少进程数量58设备驱动过程n n7.6.37.6.3设备驱动处理过程设备驱动处理过程u u11理解理解CPUCPU的的I/OI/O要求，检查合法性要求，检查合法性u u22检测设备状态检测设备状态u u33启动执行：填写设备控制器的存放器启动执行：填写设备控制器的存放器u u44启动启动I/OI/O操作后阻塞操作后阻塞 输出：等待设备发送结束中断输出：等待设备发送结束中断 输入：等待设备数据到达中断输入：等待设备数据到达中断u u55中断处理中断处理 保护被中断进程保护被中断进程CPUCPU现场现场 转入对中断事件处理的程序转入对中断事件处理的程序 唤醒被阻塞的驱动程

38、序唤醒被阻塞的驱动程序 恢复被中断进程现场并继续执行恢复被中断进程现场并继续执行59设备的驱动与中断处理CPUCPU其他进程其他进程中断处理中断处理设备设备等待数据等待数据继续继续处理输入数据处理输入数据被唤醒的等待进程被唤醒的等待进程数据到数据到设备设备产生中断产生中断暂不接收暂不接收数据数据去除中断去除中断等待数据等待数据唤醒等待接收的进程唤醒等待接收的进程CPUCPU设备设备等待数据等待数据初始化初始化理解理解I/OI/O要求要求检查合法性检查合法性检测设备检测设备状态状态启动启动I/OI/O并阻塞并阻塞其他进程其他进程60作业n n 1、设备的分类有哪些？什么是设备控制器，你能举出几种

39、设备控制器吗？n n 2、中断控制I/O 方式是怎样实现让权等待的？n n 3、缓冲区有哪些作用n n 4、虚拟设备的基本思想，怎样解释虚拟设备的虚拟性n n 5、请总结一下设备管理的功能有哪些61n n 9 9、静夜四无邻，荒居旧业贫。、静夜四无邻，荒居旧业贫。6 6 月 月-23-236 6 月 月-23-23Thursday,June 1,2023 Thursday,June 1,2023n n 10 10、雨中黄叶树，灯下白头人。、雨中黄叶树，灯下白头人。02:07:11 02:07:11 02:07:11 02:07:11 02:07 02:076/1/2023 2:07:11 AM

40、 6/1/2023 2:07:11 AMn n 11 11、以我独沈久，愧君相见频。、以我独沈久，愧君相见频。6 6 月 月-23-2302:07:11 02:07:11 02:07 02:07Jun-23 Jun-2301-Jun-23 01-Jun-23n n 12 12、故人江海别，几度隔山川。、故人江海别，几度隔山川。02:07:11 02:07:11 02:07:11 02:07:11 02:07 02:07Thursday,June 1,2023 Thursday,June 1,2023n n 13 13、乍见翻疑梦，相悲各问年。、乍见翻疑梦，相悲各问年。6 6 月 月-23-23

41、6 6 月 月-23-2302:07:11 02:07:11 02:07:11 02:07:11 June 1,2023 June 1,2023n n 14 14、他乡生白发，旧国见青山。、他乡生白发，旧国见青山。01 01 六月 六月 2023 20232:07:11 2:07:11 上午 上午02:07:11 02:07:11 6 6 月 月-23-23n n 15 15、比不了得就不比，得不到的就不要。、比不了得就不比，得不到的就不要。六月 六月 23 232:07 2:07 上午 上午6 6 月 月-23-2302:07 02:07June 1,2023 June 1,2023n n

42、16 16、行动出成果，工作出财富。、行动出成果，工作出财富。2023/6/1 2:07:12 2023/6/1 2:07:1202:07:12 02:07:1201 June 2023 01 June 2023n n 17 17、做前，能够环视四周；做时，你只能或者最好沿着以脚为起点的射线向前。、做前，能够环视四周；做时，你只能或者最好沿着以脚为起点的射线向前。2:07:12 2:07:12 上午 上午2:07 2:07 上午 上午02:07:12 02:07:126 6 月 月-23-23n n 9 9、没有失败，只有暂时停止成功！。、没有失败，只有暂时停止成功！。6 6 月 月-23-2

43、36 6 月 月-23-23Thursday,June 1,2023 Thursday,June 1,2023n n 10 10、很多事情努力了未必有结果，但是不努力却什么改变也没有。、很多事情努力了未必有结果，但是不努力却什么改变也没有。02:07:12 02:07:1202:07:12 02:07:1202:07 02:076/1/2023 2:07:12 AM 6/1/2023 2:07:12 AMn n 11 11、成功就是日复一日那一点点小小努力的积累。、成功就是日复一日那一点点小小努力的积累。6 6 月 月-23-2302:07:12 02:07:1202:07 02:07Jun-

44、23 Jun-2301-Jun-23 01-Jun-23n n 12 12、世间成事，不求其绝对圆满，留一份缺乏，可得无限完美。、世间成事，不求其绝对圆满，留一份缺乏，可得无限完美。02:07:12 02:07:1202:07:12 02:07:1202:07 02:07Thursday,June 1,2023 Thursday,June 1,2023n n 13 13、不知香积寺，数里入云峰。、不知香积寺，数里入云峰。6 6 月 月-23-236 6 月 月-23-2302:07:12 02:07:1202:07:12 02:07:12June 1,2023 June 1,2023n n 1

45、4 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。01 01 六月 六月 2023 20232:07:12 2:07:12 上午 上午02:07:12 02:07:126 6 月 月-23-23n n 15 15、楚塞三湘接，荆门九派通。、楚塞三湘接，荆门九派通。六月 六月 23 232:07 2:07 上午 上午6 6 月 月-23-2302:07 02:07June 1,2023 June 1,2023n n 16 16、少年十五二十时，步行夺得胡马骑。、少年十五二十时，步行夺得胡马骑。2023/6/1 2:07:12 2023/6

46、/1 2:07:1202:07:12 02:07:1201 June 2023 01 June 2023n n 17 17、空山新雨后，天气晚来秋。、空山新雨后，天气晚来秋。2:07:12 2:07:12 上午 上午2:07 2:07 上午 上午02:07:12 02:07:126 6 月 月-23-23n n 9 9、杨柳散和风，青山澹吾虑。、杨柳散和风，青山澹吾虑。6 6 月 月-23-236 6 月 月-23-23Thursday,June 1,2023 Thursday,June 1,2023n n 10 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈

47、话。02:07:12 02:07:1202:07:12 02:07:1202:07 02:076/1/2023 2:07:12 AM 6/1/2023 2:07:12 AMn n 11 11、越是没有本领的就越加自命非凡。、越是没有本领的就越加自命非凡。6 6 月 月-23-2302:07:12 02:07:1202:07 02:07Jun-23 Jun-2301-Jun-23 01-Jun-23n n 12 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。02:07:12 02:07:1202:07:12 02:07:1202:07 02:07Thursday

48、,June 1,2023 Thursday,June 1,2023n n 13 13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。6 6 月 月-23-236 6 月 月-23-2302:07:12 02:07:1202:07:12 02:07:12June 1,2023 June 1,2023n n 14 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。01 01 六月 六月 2023 20232:07:12 2:07:12 上午 上午02:07:12 02:07:126 6 月 月-23-23

49、n n 15 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。六月 六月 23 232:07 2:07 上午 上午6 6 月 月-23-2302:07 02:07June 1,2023 June 1,2023n n 16 16、业余生活要有意义，不要越轨。、业余生活要有意义，不要越轨。2023/6/1 2:07:12 2023/6/1 2:07:1202:07:12 02:07:1201 June 2023 01 June 2023n n 17 17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。2:07:12 2:07:12 上午 上午2:07 2:07 上午 上午02:07:12 02:07:126 6 月 月-23-23MOMODA POWERPOINTLorem ipsum dolor sit amet,consectetur adipiscing elit.Fusce id urna blandit,eleifend nulla ac,fringilla purus.Nulla iaculis tempor felis ut cursus.感 谢 您 的 下 载 观 看专家告诉演讲完毕，谢谢观看！