13 I/O 系统
I/O设备管理系统结构图
上层用户程序(应用层) 上层用户程序(应用层) 操作系统 I/O软件管理 软件管理 I/O硬件管理 硬件管理 底层硬件设备(物理层) 底层硬件设备(物理层) 用户进程 设备无关程序 设备驱动程序 中断处理程序 设备 控制器
状态寄存器 命令寄存器 数据寄存器
利用各种技术,提高I/O设备的运行效率 I/O
– 设备与CPU之间、设备之间的并行 – 设备负载的均衡:保持设备的充分忙碌
–主要利用的技术有:中断技术、DMA技术、通道技术、 缓冲技术 实现对I/O设备的管理和保护
– 设备的分配与回收:针对独占设备和共享设备,实现合理的资 源分配 – 设备的数据保护:不同设备之间的保护、设备内部的保护
I/O设备的特点
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对应用程序访问而言,许多差别都被操作系统 所隐藏,设备也分为少量的传统类型。 设备主要访问方式包括块I/O、字符流I/O、内 存映射文件访问与网络套接字。操作系统也提 供特殊系统调用以访问一些其它设备,如时钟 和定时器
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13.3.1 块或字符设备 块设备包括磁盘, 块设备包括磁盘,块设备接口规定了访问磁盘驱动 器和其它基于块设备所需的各个方面。 器和其它基于块设备所需的各个方面。 – 命令包括读,写,搜寻(read, write, seek):描 命令包括读, 搜寻( ):描 ): 述了块存储设备的基本特点, 述了块存储设备的基本特点,这样应用程序就不 必关注这些设备的低层差别。 必关注这些设备的低层差别。 – 原始的 或文件系统存取:将块设备当作一个 原始的I/O或文件系统存取 或文件系统存取: 简单的线性块数组来访问 – 内存映射文件访问的可能性
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I/O控制方式 I/O控制方式