第1节操作系统设备管理做什么？详解.ppt

* * * * * 单击此处编辑母版标题样式 第4单元 设备管理 第1节 设备管理做什么？ 设备的分类 设备管理功能 设备管理的目标 举例 设备分类 块设备 又称存储设备，是存储信息的设备，如：硬盘、u盘等 字符设备 又称输入输出设备，能将信息从计算机外部输入到机内，或反之，如：键盘、显示器、打印、调制解调器、网卡等 第4单元 设备管理 第1节 设备特点各异，如何管？ 设备的分类 设备管理功能 设备管理的目标 举例 设备使用流程举例 库函数(printf) 系统调用(write) 显示器写(con_write) 应用 I/O子系统 驱动 设备管理 设备管理做什么？ 提供一组I/O命令，以便用户进程能够在程序中提出I/O请求，这是用户使用外部设备的“界面” 记住各种设备的使用情况，实现设备的分配与回收； 对缓冲区进行管理，解决设备与设备之间、设备与CPU之间的速度匹配问题； 按照用户的具体请求，启动设备，通过不同的设备驱动程序，进行实际的I/O操作；I/O操作完成之后，通过中断将结果通知用户进程，从而实现真正的I/O操作。 I/O子系统 驱动 设备管理分为两层 内核 内核I/O子系统 SCSI 设备驱动程序 键盘 设备驱动程序 鼠标 设备驱动程序 PCI总线 设备驱动程序 软盘 设备驱动程序 … SCSI 设备控制器 键盘 设备控制器 鼠标 设备控制器 PCI总线 设备控制器 软盘 设备控制器 … SCSI 设备 键盘 鼠标 PCI 总线 软盘 驱动器 … 软件 硬件 硬件相关层 硬件无关层 怎么知道唤醒哪个驱动？ * 设备号：唯一标识设备 设备开关表：设备驱动程序的入口地址 设备开关表 设备号记不住怎么办？ * 设备名 设备名记不住？ 标准设备： 0号设备：标准输入（键盘） 1号设备：标准输出（显示器） 所谓设备独立性是指，用户在程序中使用的设备与实际使用的设备无关 概念：设备独立性 实现办法： 逻辑名 标准设备 ① 一个程序独立于分配给它的某种类型的具体设备 系统可以根据设备的使用情况，动态地分配给程序某类设 备中的任一台物理设备，程序都能正确地执行。 两种类型的设备独立性 int fd = open(“/dev/prn”); for (int i = 0; i 10; i++) { write(fd,i,sizeof(int)); } close(fd); ② 程序应尽可能与它所使用的I/O设备类型无关 在输入 (或输出)信息时，信息可以从不同类型的输入 (或输出)设备上输入 (或输出)，若要改变输入 (或输出) 设备的类型，程序只需进行最少的修改或者不用修改。 第2种方案很多高级语言采用 第4单元 设备管理 第1节 设备特点各异，如何管？ 设备的分类 设备管理功能 设备管理的目标 举例 设备管理的目标 提高设备利用率 合理分配设备 提高设备与CPU、各外部设备之间的并行性 方便用户的使用 提供使用方便且独立于设备的界面 统一：对各种不同的设备提供一致的界面 独立于设备：用户使用的设备与物理设备无关 设备管理是分层管理的，分为硬件相关部分和硬件无关部分。操作系统可以只做无关部分，硬件相关部分即设备驱动程序，这部分操作系统可以不做，但是会提供一种方式让其作为操作系统的一部分运行 无关层又叫I/O子系统，主要做设备的分配，为各种设备建立缓冲区。 总结 第4单元 设备管理 第1节 设备特点各异，如何管？ 设备的分类 设备管理功能 设备管理的目标 举例 所谓“设备无关性”，是指()。 A．I/O设备具有独立执行I/O功能的特性 B．用户程序中使用的设备名与具体的物理设备无关 C．设备驱动程序与具体的物理设备无关 D．系统能够独立地实现设备共享 例子 操作系统设备管理功能的内部结构设计一般是基于分层的思想，因此，通常将I/O软件组织成四个层次：用户应用层软件、中断处理程序、独立于设备的软件和设备驱动程序。采用分层思想的主要目的是_(1)__ 。当用户进程提出I/O请求访问硬件时：需要按“ __(2)__ ”的层次结构进行。 (1) A．便于即插即用　B．减少系统占用的空间 C．便于系统修改、扩充和移植　D．提高处理速度 (2) A．进程请求I/O一独立于设备的软件一中断处理程序一设备驱动程序一硬件 　B．进程请求I/O一独立于设备的软件—设备驱动程序一中断处理程序一硬件 　C．进程请求I/O一设备驱动程序一中断处理程序一独立于设备的软件一硬件 　D．进程请求I/O一设备驱动程序一独立于设备的软件一中断处理程序一硬件 设备管理的层次及功能 相关层 无关层 * 单击此处编辑母版标题样式 * * * * * *