设备管理-----操作系统

设备管理

        设备是计算机中的重要资源，设备管理的主要任务是控制设备和CPU之间进行I/O操作。由于现代操作系统的外部设备的多样性和复杂性以及不同设备需要不同的设备处理程序，设备管理成了操作系统中最复杂、最具有多样性的部分。设备管理模块在控制各类设备和CPU进行I/O操作的同时，还要尽可能的提高设备与设备、设备与CPU之间的并行操作度以及设备利用率，从而进一步的提高设备的利用率 。

        常见的I/O数据传送控制方式有4种，它们是程序I/O控制方式、中断控制方式、DMA控制方式和通道控制方式。程序I/O控制方式和中断控制方式都使用于简单的、外设备少的计算机系统，因为程序I/O控制方式消耗大量的 CPU时间，而且无法检测设备和其他外设产生的错误，设备和CPU、设备和设备只能串行工作。中断控制方式虽然在某种程度上解决了以上所述问题，但由于中断次数较多，而中断次数增多导致数据丢失。DMA控制方式和通道控制方式较好的解决了上述问题，这两种方式采用了外设和内存之间交互数据的方式。只有在一段数据传送结束时，这两种方式才发出中断信号要求CPU做善后处理，从而大大减轻了CPU的工作负担。

        缓冲是为了匹配设备和CPU的处理速度，以及为了进一步减少中断次数和解决DMA方式或通道 方式时的瓶颈问题引入的。

        设备分配应保证有高的利用率和避免产生死锁。进程在得到了设备、I/O控制器和通道（通道控制方式时）之后，通过设备处理程序进行I/O操作。

        时钟是操作系统的基础设备，一个硬件时钟能支持多种软件时钟，时钟中断是时钟管理的基础，时间片是进程切换的基准。计算机系统中有三类时钟，即系统时钟、日历时钟和实时时钟。