操作系統(tǒng)chapter課件

1、第七章設(shè)備管理7.1 基本功能與進(jìn)程管理的接口 應(yīng)提供讀/寫等接口命令，并把進(jìn)程的要 求轉(zhuǎn)達(dá)給設(shè)備驅(qū)動機(jī)構(gòu) 設(shè)備分配 必須按照一定的算法把一個I/O設(shè)備分配 給對該類設(shè)備提出請求的進(jìn)程，若該進(jìn) 程未分配到所請求的設(shè)備，則進(jìn)入等待 隊(duì)列 第1頁，共22頁。第七章設(shè)備管理7.1 基本功能并行操作 通道與通道之間，通道與CPU之間的并行操作 I/O控制 要構(gòu)造相應(yīng)的通道程序，啟動通道，對通道發(fā)來的 中斷請求及時響應(yīng)和處理 緩沖區(qū)管理 第2頁，共22頁。第七章設(shè)備管理7.2 直接輸入/輸出由用戶程序直接控制CPU與外圍設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳送稱為直接輸入/輸出 圖7-1 直接輸入輸出的體系結(jié)構(gòu)第3頁，共22

2、頁。第七章設(shè)備管理7.2 直接輸入/輸出 4條供直接輸入輸出的指令 ： SIO device，register TIO device IN device, register OUT device, register 第4頁，共22頁。第5頁，共22頁。第七章設(shè)備管理7.2 直接輸入/輸出存儲器映射(memory-mapped)I/O 技術(shù) 在MS-DOS中128KB顯示主存就 是memory-mapped I/O 技術(shù)的一 個很好的例子 第6頁，共22頁。第七章設(shè)備管理7.3 間接輸入/輸出圖7-2 間接輸入輸出的體系結(jié)構(gòu)第7頁，共22頁。第七章設(shè)備管理7.3 間接輸入/輸出對于間接輸入/輸出

3、，系統(tǒng)只需提供2條指令： TIO device SIO device registers CPU繼續(xù)做它的事情第8頁，共22頁。第七章設(shè)備管理7.3 間接輸入/輸出控制寄存器直接從主存存取(Direct Memory Access) 數(shù)據(jù)，需要挪用CPU的周期 第9頁，共22頁。圖7-3 間接輸出的并行工作情況 CPU主存設(shè)備控制器I/O設(shè)備CPU從主存讀取控制信息 （粗黑線）1CPU主存設(shè)備控制器I/O設(shè)備CPU把控制信息送設(shè)備控制器2CPU主存設(shè)備控制器I/O設(shè)備CPU執(zhí)行其它命令，同時，設(shè)備控制器從主存讀數(shù)據(jù) （粗黑線）3第10頁，共22頁。CPU主存設(shè)備控制器I/O設(shè)備CPU執(zhí)行其它命

4、令，同時，設(shè)備控制器把數(shù)據(jù)送I/O設(shè)備 （粗黑線）4CPU主存設(shè)備控制器I/O設(shè)備重復(fù)35CPU主存設(shè)備控制器I/O設(shè)備重復(fù)46圖7-3 間接輸出的并行工作情況 第11頁，共22頁。第七章設(shè)備管理7.4 中斷控制下的輸入輸出7.4.1 設(shè)備狀態(tài)及其變換圖7-4 設(shè)備狀態(tài)圖第12頁，共22頁。第七章設(shè)備管理7.4.2 輸入輸出的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)第13頁，共22頁。圖7-5 支持I/O的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 第14頁，共22頁。第七章設(shè)備管理7.4.2 輸入輸出的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)備控制塊(DCB)輸入輸出塊(IOB)中斷向量 第15頁，共22頁。下面是某輸入輸出設(shè)備DCB：Device address 3Device ch

5、aracteristics Serial access Non sharable Indirect I/O controller Block size of 80 bytes Device status Read/busy/failedIOB queue第16頁，共22頁。 Null or pointer to last node of a circular queue of pending I/O operationsEntry poit tableAddress of interrupt subsystem module for handing interruputs for this t

6、ype of device;Address of the service routine for reading the device ;Address of the service routine for writing the device;Address of the service routine for rewinding the device;Address of the service routine for non-standard operations;第17頁，共22頁。第七章設(shè)備管理7.4.3 輸入輸出過程的實(shí)現(xiàn)算法第18頁，共22頁。圖7-6 模塊及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系第19頁，共22頁。第七章設(shè)備管理7.4.4 IOB隊(duì)列調(diào)度 FIFO 請求次序：1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 磁盤柱面：19 376 205 134 18 56 192 396 29 3 19 40 磁頭移動的總距離為1604柱面 最短尋找時間優(yōu)先SSTF(Shortest Seek Time First) 調(diào)度次序改為：4, 7, 3, 6, 12, 9, 1, 11, 5, 10, 2, 8，磁頭移動的 總距離為700柱面 第20頁，共22頁。第七章設(shè)備管理7.4.4 IOB隊(duì)列調(diào)度掃描算法(Scan) 因其磁頭