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第五章 设备管理 设备管理的对象是：I/O设备为主，包括设备控制器和I/O通道； 设备管理的基本任务是：完成用户I/O请求、提高 I/O速度及提高 I/O设备利用率； 设备管理的主要功能是：缓冲区管理、设备分配 、设备处理、虚拟设备及设备独立性。 5.1 I/O 系统 5.1.2 设备控制器－CPU和 I/O设备的接口，解脱CPU；可编址，含有多个设备地 址，以连接多个设备。 1.设备控制器的基本功能 1) 接收和识别命令：接收 CPU命令存放于控制寄存器；命令译码 2) 数据交换： CPU(总线)--控制器(数据寄存器)--设备； 3) 标识和报告设备的状态：供 CPU 了解；状态寄存器； 4) 地址识别：设备和寄存器地址；地址译码器 5) 数据缓冲：用缓冲器暂存来自CPU和 I/O设备的数据； 6) 差错控制：对 I/O数据差错检测，并向 CPU报告，错误重发。 2. 设备控制器的组成 1).设备控制器与处理机的接口—通信线路(三类)：数据线、控制线和地址线,数据线连 接数据寄存器和控制/状态寄存器； 2).设备控制器与设备的接口—连接多个设备，每个接口有数据、状态和控制三种信号； 3).I/O逻辑—根据 CPU发来信号对设备控制。 CPU 启动设备时，将 I/O 启动命令和地址分别通过数据线和地址线发送给控制器，由 I/O逻辑对地址进行译码，再根据所译出的命令对相应设备进行控制。 CPU与控制器接口 控制器与设备接 口 数据线 控制器 数据 数据寄存器 与设备 状态 接口1 控制 控制/状态 寄存器 … 地址线 控制器 数据 I/O逻辑 … 与设备 状态 控制线 接口i 控制 图 5-2 设备控制器的组成 5.1.3 I/O 通道 1.I/O 通道 (I/O Channel)设备的引入 虽然设备控制器能减少CPU 对I/O 的干预，但当外设很多时，CPU 负担仍很重。为建 立更独立的I/O 操作，在CPU 和控制器之间又增设了通道，其目的是将CPU 从繁杂的I/O 任务解脱出来。此时，CPU 只需向通道发送一条I/O 指令，通道便从内存中取出通道程序执 行，完成了规定的I/O 任务后才向CPU 发中断信号。 I/O 通道是一种特殊的处理机，能执行I/O 指令，并通过执行通道程序来控制I/O 操作。 与一般处理机不同表现在: 一是指令类型单一：能执行的命令局限于与I/O 操作有关； 二是没有自己的内存：通道程序放在主机内存中，与CPU 共享内存。 2.通道类型 1） 字节多路通道(Byte Multiplexor Channel)：按字节交叉方式工作。含许多非分配型子 通道，每一子通道连接一台I/O 设备，并控制其I/O 操作。子通道按时间片轮转方式共享主 通道。 如下图ABCD…为设备，A1 A2 A3…是以字节为单位的数据流 设备