第十一章 设备管理(UNIX操作系统笔记)

设备管理的基本概念

负责对系统的输入输出部件进行控制和管理的模块称为设备管理模块。（I/O控制模块）
系统中有专门的I/O处理器，CPU参与的控制越来越少。

设备管理模块的功能

• 提高设备使用率。
• 方便使用
• 方便控制

设备接口传输控制技术

• 中断控制：大多数外设采用的与处理器交互的方式。
  • 系统发起处理器向设备发送命令后，处理器去进行其他运算与设备脱离，设备完成命令后，设备控制器向处
    理器发送中断请求，向系统汇报执行结果，等待处理器的进一步指示。

DMA控制方式（直接存储访问）

由DMA控制器发送中断请求。跟中断控制的步骤一样。

通道控制方式

通道控制部件中都有自己的专用的处理器和缓冲存储器。执行一次通道程序可以完成多批的通道数据处理。访问效率非常高。

虚拟设备管理技术

可以被多个进程同时访问的设备称为共享设备。
不能被多个进程访问的设备称为独占设备。
需要在一台设备上模拟独占设备的操作过程，把低俗的独占设备改造成若干台可并行操作的虚拟设备。

设备管理结构

设备管理体系结构

每一个链接进入系统的设备都有一个特殊文件相关联。系统将所有使用的外部设备视为特殊文件，跟普通文件一样进行管理。

设备分类标识

• 类：将特定功能的设备划分为类，硬盘类，打印机类等
• 子类：按某种类设备所具有的功能来划分，打印机按接口标准分为串口和并口打印机。
• 型号：对于厂家和不同特性进行划分的设备。

设备特殊文件

tty中端设备
sd，scsi设备
hd ide硬盘
lp打印机

• 块设备：可以按照数据块进行访问的存储或寻址设备。可以进行读写。
• 字符设备：信息存储按照单个字符方式进行的一类设备，信息的发送和接收是按照字符流的方式进行的。

设备控制策略

略

设备驱动和系统内核关联

设备驱动程序

设备驱动程序中封装了如何控制设备的技术细节，通过一些特定的接口创建出一个规范的操作集合。

设备驱动程序和内核

设备驱动程序属于系统内核的一部分，是系统内核的扩展。可以被系统内核中的其他子系统调用，为内核提供标准的接口服务，因此驱动程序与内核间存在着一定的关联关系。

设备驱动与文件系统的关系

用户对设备的请求与管理就是通过文件子系统传达给操作系统的

块设备的高速缓存机制

最近使用过的数据被保存在内存的高速缓存区中，系统首先在缓存区进行查找，若找到信息，就不必去访问硬盘。

缓冲池结构

略