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