操作系统(东南大学滕至阳ppt）chapter6

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1、第七章设备管理7.1基本功能◆与进程管理的接口应提供读/写等接口命令，并把进程的要求转达给设备驱动机构◆设备分配必须按照一定的算法把一个I/O设备分配给对该类设备提出请求的进程，若该进程未分配到所请求的设备，则进入等待队列第七章设备管理7.1基本功能◆并行操作通道与通道之间，通道与CPU之间的并行操作◆I/O控制要构造相应的通道程序，启动通道，对通道发来的中断请求及时响应和处理◆缓冲区管理第七章设备管理7.2直接输入/输出◆由用户程序直接控制CPU与外围设备之间的数据传送称为直接输入/输出图7-1直接输入输出的体系结构第七章设备管理7.2直接输入/输出◆4条供直

2、接输入输出的指令：①SIOdevice，register②TIOdevice③INdevice,register④OUTdevice,register第七章设备管理7.2直接输入/输出◆存储器映射(memory-mapped)I/O技术◆在MS-DOS中128KB显示主存就是memory-mappedI/O技术的一个很好的例子第七章设备管理7.3间接输入/输出图7-2间接输入输出的体系结构第七章设备管理7.3间接输入/输出◆对于间接输入/输出，系统只需提供2条指令：①TIOdevice②SIOdeviceregistersCPU继续做它的事情第七章设备管理7.3

3、间接输入/输出◆控制寄存器直接从主存存取(DirectMemoryAccess)数据，需要挪用CPU的周期图7-3间接输出的并行工作情况CPU主存设备控制器I/O设备CPU从主存读取控制信息（粗黑线）1CPU主存设备控制器I/O设备CPU把控制信息送设备控制器2CPU主存设备控制器I/O设备CPU执行其它命令，同时，设备控制器从主存读数据（粗黑线）3CPU主存设备控制器I/O设备CPU执行其它命令，同时，设备控制器把数据送I/O设备（粗黑线）4CPU主存设备控制器I/O设备重复35CPU主存设备控制器I/O设备重复46图7-3间接输出的并行工作情况第七章设备管理

4、7.4中断控制下的输入输出7.4.1设备状态及其变换图7-4设备状态图第七章设备管理7.4.2输入输出的数据结构图7-5支持I/O的数据结构第七章设备管理7.4.2输入输出的数据结构◆设备控制块(DCB)◆输入输出块(IOB)◆中断向量下面是某输入输出设备DCB：Deviceaddress3DevicecharacteristicsSerialaccessNonsharableIndirectI/OcontrollerBlocksizeof80bytes┇DevicestatusRead/busy/failedIOBqueueNullorpointertolas

5、tnodeofacircularqueueofpendingI/OoperationsEntrypoittableAddressofinterruptsubsystemmoduleforhandinginterruputsforthistypeofdevice;Addressoftheserviceroutineforreadingthedevice;Addressoftheserviceroutineforwritingthedevice;Addressoftheserviceroutineforrewindingthedevice;Addressofthes

6、erviceroutinefornon-standardoperations;第七章设备管理7.4.3输入输出过程的实现算法图7-6模块及数据结构之间的关系第七章设备管理7.4.4IOB队列调度◆FIFO请求次序：123456789101112磁盘柱面：1937620513418561923962931940磁头移动的总距离为1604柱面◆最短寻找时间优先SSTF(ShortestSeekTimeFirst)调度次序改为：4,7,3,6,12,9,1,11,5,10,2,8，磁头移动的总距离为700柱面第七章设备管理7.4.4IOB队列调度◆扫描算法(Scan)

7、因其磁头的移动与电梯升降道理相似，故也称电梯算法◆循环扫描法C-scan(Circularscan)◆N-scan(Newscan)算法第七章设备管理7.5通道环境下的输入输出