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操作系统·输入输出管理

设备独立软件

与设备无关的软件

高速缓存与缓冲区

  • Cache
  • Buffer
    • 目的
    • 实现方法
      • 硬件缓冲器
      • 缓冲区(内存中)
    • ❗分类(根据缓冲器个数)
      • 单缓冲
        • 处理一块数据用时
      • 双缓冲
        • 处理一块数据用时
      • 循环缓冲
      • 缓冲池

设备分配与回收

  • 设备分配概述
    • 总原则
    • 分类
      • 独占式
      • 分时式
      • SPOOLing
  • 设备分配的数据结构
    • DCT
    • COCT
    • CHCT
    • SDT
  • 设备分配策略
    • 设备分配原则
    • 设备分配方式
      • 静态
      • 动态
    • 设备分配算法
  • 设备分配的安全性
    • 安全分配方式(请求即阻塞)
    • 不安全分配方式(忙则阻塞)
  • 逻辑设备名到物理设备名的映射
    • LUT
      • 逻辑设备名
      • 物理设备名
      • 驱动程序入口地址
    • LUT的设置
      • 整个系统一张表(单用户)
      • 每个用户一张表(多用户),放在用户进程PCB中

SPOOLing技术

  • 输入井和输出井
  • 输入缓冲区和输出缓冲区
  • 输入进程和输出进程

设备驱动程序接口

IO管理概述思维导图

I/O管理概述

I/O设备

  • 设备的分类
    • 按信息交换单位
      • 块设备
      • 字符设备(打印机属于字符设备)
    • 按传输速率
  • I/O接口(设备控制器、I/O控制器、I/O设备的电子部件)
    • 设备控制器与CPU的接口
      • 数据线连接I/O端口
      • 地址线和控制线连接I/O逻辑
    • 设备控制器与设备的接口
    • I/O逻辑
  • I/O端口
    • 数据寄存器
    • 状态寄存器
    • 控制寄存器
    • 状态/控制寄存器(上二者复用)
  • CPU与I/O端口通信
    • 独立编址
    • 统一编址
  • I/O设备的组成
    • 机械部件
    • 电子部件
  • I/O控制器的功能

⭐I/O控制方式

  • 程序直接控制方式(轮询)
  • 中断驱动方式
  • DMA方式

I/O软件层次结构

  • 用户层I/O软件
  • I/O系统(属于内核部分)
    • 设备独立性软件
    • 设备驱动程序
    • 中断处理程序
  • 硬件

应用程序I/O接口(I/O系统提供给应用层的接口)

  • 字符设备接口
  • 块设备接口
  • 网络设备接口
  • 阻塞/非阻塞I/O
林威
林威 咖味十足的软件工程师