I/O设备的基本概念
键盘:输入设备(把设备准备好的数据读入计算机当中);
显示器:输出设备(把计算机中准备好的数据写出到设备上);
移动硬盘:既是输入又是输出
中断驱动方式是一种io控制方式
IO设备的机械部件和电子部件
CPU通过控制电子部件间接地控制机械部件
状态寄存器:空闲、忙碌、故障...
I/O控制方式
io控制器根据CPU的要求来启动相应的设备
CPU轮询检查状态寄存器的值
引入中断机制之后,CPU和io设备就可以并行工作了
数据的传输每次都需要CPU来中转
dma控制器也是io控制器的一种
也是有三部分组成:CPU-控制器接口,io控制逻辑,块设备和控制器的接口
这些寄存器是最主要的CPU和控制器之间的接口
dma读入数据的过程也是一个字一个字地读入的,先存放到DR当中,然后再放到内存当中
连续多个快CPU只需要发送一次命令,要想读写多个离散的块CPU就需要执行多次命令
通道就是弱鸡版的CPU,只能执行固定的指令,指令存放在内存当中
i/o软件层次结构
设备独立性软件:
不同的设备需要不同的设备驱动程序
设备独立性软件不能够直接操纵硬件,它必须调用厂家提供的设备驱动程序才能完成对硬件的具体控制,而驱动程序在OS当中一般会以一个独立进程的形式存在
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输入输出管理
根据设备的不同特性设置不同的统一接口
块设备有地址的概念,可以用seek系统调用来指定读写指针应当放到磁盘的哪个地址
fd是文件打开表的索引
connect(fd,对方的ip+port)
进程准备写入的数据在用户区,发出write系统调用就会快速复制一块到内核区,然后慢慢把这些数据写回磁盘
统一设备驱动程序的接口!!!
如果你想让你的设备在我的OS上面跑,那么你提供的read系统调用就必须有三个参数,并且类型大小都有统一的标准,然后硬件厂商再根据这个标准专门开发设备驱动程序
io调度:使用算法来确定一个比较好的顺序来处理各个io的请求
假脱机技术
设备的分配与回收
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三者都分配成功,这次的设备分配才成功,否则就挂在对应的等待队列里面
由OS来负责逻辑设备名->物理设备名之间的转换
银行家算法避免死锁/资源分配图来检测和解除死锁
缓冲区管理
小结:
小结:
为了实现同一时刻双向传输,可以使用双缓冲区,一个缓冲区用来暂存即将发送的数据,另一个缓冲区用于接收输入的数据
了解大致原理:
缓冲池:按功能划分缓冲区,并使用队列来组织
三种操作:
磁盘的结构
一个盘片可能对应两个盘面:正面反面
柱面就是磁道
磁盘调度算法
OS唯一可以影响的就是寻道时间了
假设循环为18 38服务,其他就会产生饥饿
减少磁盘延迟的方法
读取地址连续的磁盘块的时候,可以减少磁头臂移动所消耗的时间
磁盘管理
对磁盘的各个磁道划分扇区
扇区:头、数据部分(512B)、尾
物理格式化(划分扇区)》磁盘分区(C盘、D盘)》逻辑格式化(创建文件系统:建立根文件目录、建立管理磁盘的数据结构)
ROM出厂时就集成在主板上不可修改的
自举程序在ROM上面不方便修改怎么办?
》只在ROM当中放置核心模块(自举装入模块),核心的初始化工作放在磁盘的启动块(即启动分区)上