第六章设备管理 A Devices Management 设备管理不但要管理实际O操作的设备 (如磁盘机、打印机),还要管理诸如设 兴 备控制器、DMA控制器、中断控制器、O 处理机(通道)等支持设备。设备管理包 括各种设备分配、缓冲区管理和实际物理 O设备操作,通过管理达到提高设备利用 率和方便用户。 设备管理是操作系统中最繁杂而且与硬件 △紧密相关的部分
第六章 设备管理 Devices Management 设备管理不但要管理实际I/O操作的设备 （如磁盘机、打印机），还要管理诸如设 备控制器、DMA控制器、中断控制器、I/O 处理机（通道）等支持设备。设备管理包 括各种设备分配、缓冲区管理和实际物理 I/O设备操作，通过管理达到提高设备利用 率和方便用户。 设备管理是操作系统中最繁杂而且与硬件 紧密相关的部分
外设特性差异的表现 速度(数据传输速度差别相当大) 千兆网卡 显示卡 硬盘 以太网卡 光盘 扫描仪 激光打印机 软盘 调制解调器 高数据传输率 鼠标 键盘 ◆传输单位 字节(键盘、打印机)/字符块(软硬盘)位(串口) ◆具体操作方式 仅写仅读/可读写 出错原因:打印机的缺纸、磁盘的校验错误等
外设特性差异的表现 速度（数据传输速度差别相当大） – 千兆网卡 – 显示卡 – 硬盘 – 以太网卡 – 光盘 – 扫描仪 – 激光打印机 – 软盘 – 调制解调器 – 鼠标 – 键盘 传输单位 –字节(键盘、打印机）/字符块（软硬盘）/位（串口） 具体操作方式 –仅写/仅读/可读写 –出错原因：打印机的缺纸、磁盘的校验错误等 高 数 据 传 输 率
I/O设备的分类 ◆按与主机间数据传输的单位分 字符设备:以字符为单位进行输入、输出的设备。 每输入或输出一个字符就要中断一次主机cPU请求 进行处理,所以又称慢速字符设备。 块设备:以字符块为单位进行输入、输出的设备。 例如:硬盘
I/O设备的分类 按与主机间数据传输的单位分 – 字符设备：以字符为单位进行输入、输出的设备。 每输入或输出一个字符就要中断一次主机CPU请求 进行处理，所以又称慢速字符设备。 – 块设备：以字符块为单位进行输入、输出的设备。 例如：硬盘
I/O设备的分类 按与主机之间的交互方式分 询问方式( Query):实时系统中必需采用,在一般简单系 统中也广泛采用,但系统开销较大,每次进行输入输出工作, 都需要由主机cPU干预 中断方式( Interrupt):有硬中断和软中断之分,中断按级 别分类排队工作;可按字符、字、块的传递产生中断;实时控 制常用实时时钟中断,起自动控制作用;中断工作主要由中断 请求、中断响应和中断服务处理组成。“中断”的产生使管理 工作更能“自动化” DMA方式( Direct Memory Access):有硬通道和软通 道之分,硬通道,例如,典型的DMA工作方式;软通道是软件 设计中使用的各种“标识”、“缓冲”等; O通道(O处理机):专用于处理O的处理机 医生查房(“询问”),以便及时掌握病情。病床旁红灯是紧急 请求医生按钮(“中断请求”)。常规医疗处理医生委托护士 (“硬通道”)去做。但护士只有执行权而无修改权
I/O设备的分类 按与主机之间的交互方式分 – 询问方式（Query）：实时系统中必需采用，在一般简单系 统中也广泛采用，但系统开销较大，每次进行输入输出工作， 都需要由主机CPU干预 – 中断方式（Interrupt）：有硬中断和软中断之分，中断按级 别分类排队工作；可按字符、字、块的传递产生中断；实时控 制常用实时时钟中断，起自动控制作用；中断工作主要由中断 请求、中断响应和中断服务处理组成。“中断”的产生使管理 工作更能“自动化” – DMA方式（Direct Memory Access） ：有硬通道和软通 道之分，硬通道，例如，典型的DMA工作方式；软通道是软件 设计中使用的各种“标识”、“缓冲”等; – I/O通道（I/O处理机)：专用于处理I/O的处理机 医生查房（“询问”），以便及时掌握病情。病床旁红灯是紧急 请求 医生按钮（“中断请求”）。常规医疗处理医生委托护士 （“硬通道”）去做。但护士只有执行权而无修改权
I/O设备的分类(cont ◆按设备的读/写物理特性分 顺序存储设备:磁带机 随机存储设备:磁盘、光盘 按是否可以共享分 共享设备 独占设备 虚拟设备 按数据接口的传输方式分 并行设备 串行设备
I/O设备的分类(cont.) 按设备的读/写物理特性分 – 顺序存储设备：磁带机 – 随机存储设备 ：磁盘、光盘 按是否可以共享分 – 共享设备 – 独占设备 – 虚拟设备 按数据接口的传输方式分 – 并行设备 – 串行设备
设备接口标准 ◆串行设备接口标准 RS-232:用于接串口 mouse、外置 modem UsB:分1.1和20两个标准 E19媒体设备接口接DV圆同 SATA COM1 人→并行设备接口标准 (9-pin Male Parallel接打印机、加密狗 IDE:硬盘、光驱,UDMA66 scs:硬盘、光驱、扫描仪
设备接口标准 串行设备接口标准 – RS-232: 用于接串口mouse、外置modem – USB: 分1.1和2.0两个标准 – IEEE1394:多媒体设备接口,接DV – SATA 并行设备接口标准 – Parallel:接打印机、加密狗.. – IDE:硬盘、光驱,UDMA/66 – SCSI: 硬盘、光驱、扫描仪
USB UsB,是 Universal serial Bus的缩写,如果按中文直接翻译就 是“通用串行总线”接口,它是一种串行总线系统,带有5V电压 支持即插即用功能,支持热拔插功能,最多能同时连入127个USB 设备,由各个设备均分带宽。 ◆它诞生于1994年,当时是由Pc界的几位“巨人”一康柏、 BM、Inte和 Microsoft共同推出的,旨在统一外设如打印机、外 Y置 Modem:扫描仪、鼠标等的接口,以便于安装使用,取代以往 的串口、并口和PS/2接口,可是USB标 真正颁布已经是1996年了,当时的标准 是UsB1.0,直到1998年,USB才迎来 真正的春天—首先是业界巨头们坐下来 制定了UsB11标准,使USB技术更加成 熟可靠;接着Win98发布,宣布正式对 USB接口提供支持,USB才真正发展起来 (注:在Win98之前,Wn97也能支持 USB,不过没有广泛使用。) USB Technology: Single- and Multi-TT-Hubs
USB USB ，是 Universal Serial Bus 的缩写，如果按中文直接翻译就 是“通用串行总线”接口，它是一种串行总线系统，带有5V电压， 支持即插即用功能，支持热拔插功能，最多能同时连入127个USB 设备，由各个设备均分带宽。 它诞生于1994年，当时是由 PC 界的几位“巨人”——康柏、 IBM、Intel和Microsoft共同推出的，旨在统一外设如打印机、外 置Modem、扫描仪、鼠标等的接口，以便于安装使用，取代以往 的串口、并口和PS/2接口，可是 USB 标准 真正颁布已经是 1996年了，当时的标准 是 USB1.0，直到1998年，USB才迎来了 真正的春天——首先是业界巨头们坐下来 制定了USB1.1标准，使USB技术更加成 熟可靠；接着Win98发布，宣布正式对 USB接口提供支持，USB才真正发展起来 （注：在Win98之前，Win97也能支持 USB，不过没有广泛使用。）
IEEE1394 lEEE1394,又称作“ Firewire”即“火线”。早在1985年,苹果 公司就已经开始着手研究“火线”技术,并取得了很大成效;但 是这个标准正式确立,却是10年之后了。它是EEE(电气与电子 工程师协会)于1995年正式制定的总线标准。 由于EEE1394的数据传输速率相当快,因此有时又叫它“高速串 行总线”。信息家电和高端服夕m 等领域,IEEE1394就以其超快 的速度成为该领域的唯一选择 Mag& Pr AM coder Play station
IEEE1394 IEEE1394，又称作“ Firewire ”即“火线”。早在1985年，苹果 公司就已经开始着手研究“火线”技术，并取得了很大成效；但 是这个标准正式确立，却是10年之后了。它是IEEE（电气与电子 工程师协会）于1995年正式制定的总线标准。 由于IEEE1394的数据传输速率相当快，因此有时又叫它“高速串 行总线”。信息家电和高端服务器 等领域，IEEE1394就以其超快 的速度成为该领域的唯一选择
USB与IEEE1394 USB1.1 IEEE1394 USB2.0 (1995版) 传输速度 1.5Mbps 480Mbps 400Mbps 支持长度 5米 5米 45米 (Hub30米) 支持系统Wn9502及 Win98 Win98 Win98 支持特性PnP、热拔插PnP、热拔插PnP、热拔插 支持设备 127个 127个 3个 63
USB 与 IEEE1394 USB1.1 USB2.0 IEEE1394 （1995版） 传输速度 1.5Mbps 480Mbps 400Mbps 支持长度 5米 5米 （Hub30米） 4.5米 支持系统 Win95OS/2及 Win98 Win98 Win98 支持特性 PnP、热拔插 PnP、热拔插 PnP、热拔插 支持设备 127个 127个 63个
总线标准 主板扩充插槽的接口标准 ◆|SA ◆PCl AGP专用于显示系统 PCI Express
总线标准 主板扩充插槽的接口标准 ISA PCI AGP 专用于显示系统 PCI Express