第五章设备管理 第五章设备管狸 5.11/O条统 52/○控制方式 5.3缓冲管理 5.4设备分配 5.5设备处理 5.6磁盘存储器管理 BACK
第五章 设 备 管 理 第五章 设备管理 5.1 I/O系统 5.2 I/O控制方式 5.3 缓冲管理 5.4 设备分配 5.5 设备处理 5.6 磁盘存储器管理
第五章设备管理 51I0O系统 511IO设备 1.ⅣO设备的类型 1)按传输速率分类 按传输速度的高低,可将ⅠO设备分为三类。第一类是低速 设备,这是指其传输速率仅为每秒钟几个字节至数百个字节的 类设备。属于低速设备的典型设备有键盘、鼠标器、语音的 输入和输出等设备。第二类是中速设备,这是指其传输速率在 每秒钟数千个字节至数万个字节的一类设备。典型的中速设备 有行式打印机、激光打印机等。第三类是高速设备,这是指其 传输速率在数百千个字节至数十兆字节的一类设备。典型的高 速设备有磁带机、磁盘机、光盘机等
第五章 设 备 管 理 5.1 I/O 系 统 5.1.1 I/O设备 1. I/O设备的类型 1) 按传输速度的高低，可将I/O设备分为三类。第一类是低速 设备，这是指其传输速率仅为每秒钟几个字节至数百个字节的 一类设备。属于低速设备的典型设备有键盘、 鼠标器、语音的 输入和输出等设备。第二类是中速设备，这是指其传输速率在 每秒钟数千个字节至数万个字节的一类设备。典型的中速设备 有行式打印机、激光打印机等。第三类是高速设备， 这是指其 传输速率在数百千个字节至数十兆字节的一类设备。 典型的高 速设备有磁带机、 磁盘机、 光盘机等
第五章设备管理 2)按信息交换的单位分类 可将IO设备分成两类。第一类是块设备( Block device), 这类设备用于存储信息。由于信息的存取总是以数据块为单 位,故而得名。它属于有结构设备。典型的块设备是磁盘, 每个盘块的大小为512B~4KB。磁盘设备的基本特征是其传 输速率较高,通常每秒钟为几兆位;另一特征是可寻址,即 对它可随机地读/写任一块;此外,磁盘设备的IO常采用 DMA方式。第二类是字符设备( Character Device),用于数据 的输入和输出。其基本单位是字符,故称为字符设备
第五章 设 备 管 理 2) 可将I/O设备分成两类。第一类是块设备(Block Device)， 这类设备用于存储信息。 由于信息的存取总是以数据块为单 位， 故而得名。 它属于有结构设备。典型的块设备是磁盘， 每个盘块的大小为512 B~4 KB。磁盘设备的基本特征是其传 输速率较高，通常每秒钟为几兆位；另一特征是可寻址，即 对它可随机地读/写任一块；此外，磁盘设备的I/O常采用 DMA方式。 第二类是字符设备(Character Device)，用于数据 的输入和输出。 其基本单位是字符， 故称为字符设备
第五章设备管理 3)按设备的共享属性分类 这种分类方式可将ⅣO设备分为如下三类: (1)独占设备 (2)共享设备。 (3)虚拟设备
第五章 设 备 管 理 3) 这种分类方式可将I/O (1) 独占设备。 (2) 共享设备。 (3) 虚拟设备
第五章设备管理 2.设备与控制器之间的接口 I/O设备 至设备数据信号线 信号 缓冲转换器 控制器 数据 状态信号线 控制逻辑 控制信号线 图5-1设备与控制器间的接口
第五章 设 备 管 理 2. 设备与控制器之间的接口 图 5-1 设备与控制器间的接口 缓 冲 转换器 控制逻辑 信 号 数 据 数据信号线 状态信号线 控制信号线 至设备 控制器 I/O设 备
第五章设备管理 512设备控制器 1.设备控制器的基本功能 1)接收和识别命令 2)数据交换 3)标识和报告设备的状态 4)地址识别 5)数据缓冲 6)差错控制
第五章 设 备 管 理 5.1.2 设备控制器 1. 设备控制器的基本功能 1) 接收和识别命令 2) 数据交换 3) 标识和报告设备的状态 4) 地址识别 5) 数据缓冲 6) 差错控制
第五章设备管理 2.设备控制器的组成 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 IO逻辑 与设备 控制线 状态 接口i 控制 图5-2设备控制器的组成
第五章 设 备 管 理 2. 设备控制器的组成 图 5-2 设备控制器的组成 数据寄存器 控制/状态 寄存器 数据线 I/O逻 辑 … 控制器 与设备 接口1 控制器 与设备 接 口i 数 据 状 态 控 制 数 据 状 态 控 制 … 地址线 控制线 CPU与控制器接口 控制器与设备接口
第五章设备管理 513IO通道 1.O通道(/ O Channel)设备的引入 实际上,I/O通道是一种特殊的处理机。它具有执行IO 指令的能力,并通过执行通道(/O)程序来控制IO操作。但 I/O通道又与一般的处理机不同,主要表现在以下两个方面: 是其指令类型单一,这是由于通道硬件比较简单, 其所能执行的命令,主要局限于与IO操作有关的指令;再 就是通道没有自己的内存,通道所执行的通道程序是放在主 机的内存中的,换言之,是通道与CPU共享内存
第五章 设 备 管 理 5.1.3 I/O通道 1. I/O通道(I/O Channel)设备的引入 实际上，I/O通道是一种特殊的处理机。它具有执行I/O 指令的能力，并通过执行通道(I/O)程序来控制I/O操作。但 I/O通道又与一般的处理机不同，主要表现在以下两个方面： 一是其指令类型单一，这是由于通道硬件比较简单， 其所能执行的命令，主要局限于与I/O操作有关的指令； 再 就是通道没有自己的内存，通道所执行的通道程序是放在主 机的内存中的， 换言之，是通道与CPU共享内存
第五章设备管理 2.通道类型 )字节多路通道( Byte Multiplexor Channel) A,A,A,…子通道A 设备 控制器A B,B,B,…子通道B 控制器B A,BC1…A2B2C2 C,C,C2…子通道C 控制器C 控制器D N,NN…子通道N 控制器N 图5-3字节多路通道的工作原理
第五章 设 备 管 理 2. 通道类型 1) 字节多路通道(Byte Multiplexor Channel) 图 5-3 字节多路通道的工作原理控制器A 控制器B 控制器C 控制器D 控制器N … A1 A2 A3 …子通道A B1 B2 B3 …子通道B C1 C2 C3 …子通道C N1 N2 N3 …子通道N A1 B1 C1 …A2 B2 C2 … 设 备
第五章设备管理 2)数组选择通道( Block selector Channel) 字节多路通道不适于连接高速设备,这推动了按数组方 式进行数据传送的数组选择通道的形成。这种通道虽然可以 连接多台高速设备,但由于它只含有一个分配型子通道,在 段时间内只能执行一道通道程序,控制一台设备进行数据 传送,致使当某台设备占用了该通道后,便一直由它独占, 即使是它无数据传送,通道被闲置,也不允许其它设备使用 该通道,直至该设备传送完毕释放该通道。可见,这种通道 的利用率很低
第五章 设 备 管 理 2) 数组选择通道(Block Selector Channel) 字节多路通道不适于连接高速设备，这推动了按数组方 式进行数据传送的数组选择通道的形成。这种通道虽然可以 连接多台高速设备，但由于它只含有一个分配型子通道，在 一段时间内只能执行一道通道程序， 控制一台设备进行数据 传送， 致使当某台设备占用了该通道后，便一直由它独占， 即使是它无数据传送，通道被闲置， 也不允许其它设备使用 该通道， 直至该设备传送完毕释放该通道。可见，这种通道 的利用率很低