段式存儲(chǔ)管理

1、 虛擬存儲(chǔ)器中經(jīng)常使用兩種基本管理技術(shù)： 段式存儲(chǔ)管理， 頁(yè)式存儲(chǔ)管理。核心問(wèn)題都在于處理數(shù)據(jù)的存放與調(diào)度。段表內(nèi)容及其管理段號(hào) 段內(nèi)地址+邏輯地址段始地址 段長(zhǎng) 裝入位段表主存實(shí)際地址段表基地址頁(yè)表內(nèi)容和頁(yè)式管理-+（在內(nèi)存中）控制位 有效位虛 頁(yè)號(hào) 實(shí) 頁(yè)號(hào)慢表虛地址實(shí)地址 (讀寫(xiě)內(nèi)存用)快表(專設(shè)硬件)比較(按內(nèi)容選)按地址讀實(shí)頁(yè)號(hào)虛頁(yè)號(hào) 頁(yè)內(nèi)地址實(shí)頁(yè)號(hào) 頁(yè)內(nèi)地址頁(yè)表基地址 五. 外存設(shè)備 磁表面存儲(chǔ)設(shè)備 存儲(chǔ)原理與組成 （磁盤、磁帶設(shè)備) 光盤設(shè)備的 存儲(chǔ)原理與組成 磁盤陣列與容錯(cuò)技術(shù) 常用磁記錄方式波形圖NRZNRZ1PMFMMFM位信息 1 0 1 1 1 0 0 0 1位周期 硬

2、 磁 盤 設(shè) 備磁頭磁盤組主軸通風(fēng)機(jī)取數(shù)臂定位驅(qū)動(dòng)器速度傳感器小車主電機(jī)傳動(dòng)皮帶濾塵器密封罩硬磁盤驅(qū)動(dòng)器結(jié)構(gòu)示意圖 磁 帶 機(jī) 設(shè) 備。磁帶抽風(fēng)口真空積帶箱小孔增壓風(fēng)口供收帶盤放帶盤導(dǎo)輪左主動(dòng)輪右主動(dòng)輪讀寫(xiě)磁頭剎塊剎帶柱壓輪雙壓輪真空積帶箱式磁帶機(jī)90%調(diào)制器 寫(xiě)一次型光盤光學(xué)系統(tǒng)示意圖He-Ne光盤聚焦系統(tǒng)，物鏡旋轉(zhuǎn)臺(tái)徑向跟蹤反射鏡激光器光束分離器讀出信號(hào)光束分離器調(diào)制信號(hào)10%寫(xiě)光束低價(jià)磁盤的冗余陣列(RAID)Redundant Arrays of Inexpensive Disks用 N 個(gè)低價(jià)磁盤構(gòu)成一個(gè)統(tǒng)一管理的陣列，取代特貴單一磁盤是一個(gè)好的方案，它可以：有 1/N 的訪問(wèn)時(shí)間有

3、 N個(gè)磁盤的容量有更高的性能價(jià)格比對(duì)陣列盤采用冗余技術(shù)提高信息的可靠性 RAID0：data Striping RAID1: Drive MirroringRAID4: Data Guarding RAID5: Distributed data Guarding 第五章內(nèi)容概要直控 中斷 DMA， 總線 接口 與設(shè)備主總 局部 慢擴(kuò)展，周期 方式 等待催識(shí)別 緩沖 和狀態(tài)，控制 中斷 等相隨一般組成 和 原理，顯示 鍵盤 打印機(jī)第 五 章輸入 / 輸出系統(tǒng) 和 輸入 / 輸出設(shè)備 1. 輸入 / 輸出設(shè)備概述 2. 常用 輸入設(shè)備組成與運(yùn)行原理 : 終端 鍵盤 鼠標(biāo) 3. 常用 輸出設(shè)備組成與

4、運(yùn)行原理 : 終端 顯示器 打印機(jī)（針式 噴墨式 激光） 4. 輸入 / 輸出系統(tǒng)概述 5. 計(jì)算機(jī)的總線：總線構(gòu)成 總線周期 運(yùn)行方式 等待狀態(tài) 6. 接口電路：接口電路的功能、 一般組成，串行口實(shí)例 7. 常用的輸入/輸出方式 8. 中斷 和 DMA的 處理過(guò)程 輸入/輸出子系統(tǒng)總線： 連接計(jì)算機(jī)各功能部件的 邏輯電路和連線，包括管理 信息傳輸規(guī)則的電路被稱為 總線。幾個(gè)概念及術(shù)語(yǔ)三種總線： 數(shù)據(jù)總線：傳輸數(shù)據(jù)，速度與位數(shù) 地址總線：傳輸?shù)刂罚粩?shù) 控制總線：指明總線周期的類型和 一次入/出操作完成的時(shí)刻等信息幾個(gè)概念及術(shù)語(yǔ) 總線周期的類型: 內(nèi)存讀 內(nèi)存寫(xiě) 外設(shè)讀 外設(shè)寫(xiě) 中斷 和 DM

5、A幾個(gè)概念及術(shù)語(yǔ) 總線周期：正 常 總 線 周 期： 一次地址時(shí)間和 一次數(shù)據(jù)時(shí)間 BURST總線周期：一次地址時(shí)間和多次數(shù)據(jù)時(shí)間 總線的等待狀態(tài)： 增加的數(shù)據(jù)時(shí)間被稱為總線的等待狀態(tài)。 影響系統(tǒng)的運(yùn)行效率。單總線和多總線結(jié)構(gòu)早期的計(jì)算機(jī)，如 DEC 公司的 PDP-11 只使用一組總線，包括數(shù)據(jù)總線，地址總線，控制總線。其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉， 缺點(diǎn)是運(yùn)行效率低。CPU主存輸入設(shè)備輸出設(shè)備總線多( 2 或 3 )總線結(jié)構(gòu)當(dāng)前計(jì)算機(jī)通常采用多總線結(jié)構(gòu)CPU主存擴(kuò)展總線控制線路I/O設(shè)備1I/O設(shè)備2處理機(jī)總線32MHz4B8BISA / EISA8.33MHz 1 , 2 , 4 B 二總

6、線結(jié)構(gòu) . . . . .多( 2 或 3 )總線結(jié)構(gòu)-CPU主存PCI橋I/O設(shè)備1I/O設(shè)備2處理機(jī)總線66MHz4B8BISA / EISA8.33MHz 1 , 2 , 4 B 三總線結(jié)構(gòu) . . . . .PCI BUS 33MHz 4B擴(kuò)展總線控制線路I/O設(shè)備3I/O設(shè)備4接快速設(shè)備接慢速設(shè)備通用可編程接口電路通 用 : 能有多種用法與入/出功能可編程: 能通過(guò)指令指定接口的功能 和運(yùn)行控制參數(shù)等通用可編程接口電路接口內(nèi)的組成部分:設(shè)備識(shí)別線路 數(shù)據(jù)緩沖寄存器（輸入/輸出）控制寄存器 狀態(tài)寄存器通用可編程接口電路中斷電路 (中斷觸發(fā)器,中斷屏蔽觸發(fā)器 等)電平轉(zhuǎn)換及串行/并行轉(zhuǎn)換

7、電路等常用的輸入/輸出方式程序直接控制方式(狀態(tài)循環(huán)查詢)簡(jiǎn)單，CPU效率低，CPU、外設(shè)串行程序中斷傳送方式CPU利用效率略高，CPU、外設(shè)并行常用的輸入/輸出方式直接內(nèi)存訪問(wèn)方式 (DMA)外設(shè)直接訪問(wèn)內(nèi)存， CPU利用率更高I / O 通道控制方式外圍處理機(jī)方式有關(guān)中斷的概念與術(shù)語(yǔ)中斷源及分類: 內(nèi)/外中斷 軟件中斷中斷優(yōu)先級(jí) 中斷請(qǐng)求 中斷響應(yīng)禁止(開(kāi)/關(guān))中斷 中斷屏蔽 中斷嵌套有關(guān)中斷的概念與術(shù)語(yǔ) 中段處理過(guò)程:關(guān)中斷 保存斷點(diǎn)和現(xiàn)場(chǎng)判中斷源并轉(zhuǎn)入中斷服務(wù)程序 開(kāi)中斷 執(zhí)行中斷服務(wù)程序關(guān)中斷 恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)和斷點(diǎn)開(kāi)中斷 返回?cái)帱c(diǎn)DMA 的概念與處理DMA 是在高速外設(shè)和 主存儲(chǔ)器之間自動(dòng)成批 傳送信息、以盡量減少 CPU 干預(yù)的入/出方式. DMA 卡上應(yīng)包括 通用接口卡的全部組成部分, 并多出如下內(nèi)容: 主存地址寄存器，傳送字?jǐn)?shù)計(jì)數(shù)器 DMA 控制邏輯 : DMA 請(qǐng)求 DMA響應(yīng) DMA工作方式 DMA優(yōu)先級(jí)及排隊(duì)邏輯 等一次完整的 DMA 傳送過(guò)程 DMA 預(yù)處理CPU 向 DMA 送命令,如 DMA 方式，主存地址，傳送的字?jǐn)?shù)等， 之后 CPU