第五章I/O管理

5.1.1I/O分类

（1）按使用特性分

人机交互类外部设备存、存储设备、网络通信设备

（2）I/O设备按传输速率分类

低速设备、中速设备、高速设备

（3）I/O设备按信息交换的单位分

块设备、字符设备

5.1.2I/O控制器

5.1.3I/O控制方式

（1）程序直接控制方式（轮询）

（2）中断驱动方式

（3）DMA方式

主要改进方面：
①数据的传送单位是“块”。不再是一个字、一个字的传送;
②数据的流向是从设备直接放入内存，或者从内存直接到设备。不再需要CPU作为“快递小哥”。
③仅在传送一个或多个数据块的开始和结束时，才需要CPU干预。

DMA控制器：

（4）通道控制方式

通道：小型CPU
原理：增加一个小型CPU让他专门管理I/O操作

5.1.4I/O软件层次结构

设备独立性软件作用：
①向上层提供统一的调用接口 ( 如read/write系统调用)
②设备的保护
③差错处理
④设备的分配与回收
⑤数据缓冲区管理
⑥建立逻辑设备名到物理设备名的映射关系;根据设备类型选择调用相应的驱动程序
设备驱动程序软件的作用：
主要负责对硬件设备的具体控制，将上层发出的一系列命令(如read/write)转化成特定设备“能听得懂”的一系列操作。 包括设置设备寄存器;检查设备状态等
中断处理程序的作用：

5.1.6假脱机技术

（1）脱机技术

（2）假脱机和脱机的关系

①输入井、输出井模拟磁带

②输入进程、输出技术模拟外围控制机

（3）应用

独占式设备：只允许各个进程串行使用的设备。一段时间内只能满足一个进程的请求。
共享设备：允许多个进程“同时”使用的设备(宏观上同时使用，微观上可能是交替使
用)。可以同时满足多个进程的使用请求。
例如：打印机本来是一种独占式设备，但是可以用Spooling技术改造成共享设备

5.1.7设备的分配与回收

（1）设备分配时应考虑的因素

（2）设备分配管理中的数据结构

设备控制表(DCT)、控制器控制表（COCT）、通道控制表（CHCT）都有状态位、标识位、进程等待队列
简单来说设备、控制器、通道的关系就是：进程等设备、设备等控制器、控制器等通道

①设备控制表(DCT)

②控制器控制表（COCT）

③通道控制表（CHCT）

④系统设备表（SDT）

缺点：

5.1.8缓冲区管理

（1）单缓冲

**处理一块数据耗时时间：采用单缓冲策略，处理- - 块数据平均耗时Max(C,T)+M
**

（2）双缓冲区

处理一块数据耗时时间：采用双缓冲策略，处理一个数据块的平均耗时为Max (T, C+M)

（3）缓冲池