设备控制器的组成.ppt

课程主要内容 操作系统引论（1章） 进程管理（2-3章） 存储管理（4章） 设备管理（5章） 文件管理（6章） 操作系统接口（7章） 系统安全性（9章） *分布式操作系统 第5章 设 备 管 理 I/O系统 I/O控制方式 缓冲管理 设备分配 设备处理 磁盘存储器管理 *UNIX系统中的设备管理 5.1 I/O 系统 I/O设备 设备控制器 I/O通道 I/O系统的总线系统 I/O系统的结构 5.1 .1 I/O 设备 1、 I/O设备的类型 系统设备 1）按设备的从属关系分类 用户设备 系统设备：在OS生成时就已登记在系统中的标准设备，如键盘、显示器、打印机等。 用户设备：在OS生成时未登记在系统中的非标准设备，如鼠标、绘图仪、扫描仪等。 独享设备 2）按使用方式/共享属性分类 共享设备 虚拟设备 独享/独占设备：在一段时间只允许一个用户进程访问的设备。多数低速设备属此类，打印机就典型的独享设备。 共享设备：在一段时间只允许多个用户进程同时访问的设备。磁盘就典型的共享设备。 虚拟设备：指通过虚拟技术将一台独占设备变换为若干台逻辑设备，供若干个用户进程同时使用，通常把这种经过虚拟技术处理后的设备称为虚拟设备。 低速设备 3）按传输速率分类 中速设备 高速设备 低速设备：传输速率仅为每秒钟几个字节至数百个字节的设备。典型的有：键盘、鼠标、语音的输入/输出等。 中速设备：传输速率仅为每秒钟数千个字节至数数万个字节的设备。典型的有：打印机等。 高速设备：传输速率仅为每秒钟数百千个字节至数十兆字节的设备。典型的有：磁盘机、磁带机、光盘机等。 块设备 4）按信息交换的单位分类 字符设备 块设备：信息交换的基本单位为字符块，属于有结构设备，块大小一般为512B---4KB，典型的有：磁盘、磁带等。 字符设备：信息交换的基本单位为字符，典型的有：键盘、打印机和显示器等。 2、设备与控制器之间的接口 （P145 图5-1） 三种信号线 5.1 .2 设备控制器 设备控制器 是处于CPU与I/O设备之间的接口，接收CPU发来的命令，并控制I /O设备工作，是一个可编址设备。 功能：接收和识别命令、实现数据交换、了解设备状态以及识别设备地址。 设备控制器的组成 设备控制器与处理机的接口 设备控制器与设备接口 I/O逻辑 寄存器：控制寄存器(存放命令及参数)、数据寄存器(存放数据)、状态寄存器(记录设备状态). 设备控制器的组成 5.1 .3 I/O 通道 根据信息交换方式的不同，通道可分成以下几种类型： 字节多路通道 数组选择通道 数组多路通道 注：“瓶颈”问题 字节多路通道 其工作原理: 数据传送是按字节交叉方式工作。 1)有一个主通道。 2)含有多个子通道A、B、C…… 3)每子通道通过一控制器与一台中/低速的I/O设备相连，可同时并行向主通道传数据。 4)各子通道以时间片轮转方式按字节交叉使用主通道。 优点：可连多台中/低速设备；能分时并行操作。 缺点：传输率较低。 数组选择通道 数据传送是按成组方式进行工作，每次传输一批数据。主要用于连接高速I/O设备。 1)有一个主通道 2)含有多个子通道A、B、C…… 3)每子通道通过一控制器与一台中/低速的I/O设备相连，在一段时间内只能选择一个子通道程序执行。 优点：可连多台高速设备；传输率较高。 缺点：某子通道不传数据，而使主通道闲置，其它子通道也不能传数据。所以通道的利用率很低。 数组多路通道 数据传送仍是按数组方式工作。 工作原理（结合两者：并行+数组） 1)有一个主通道 2)含有多个子通道A、B、C…