1、计算机科学与技术专业 2006操作系统 第五章I/O设备管理概述操作系统I/O硬件管理I/O软件管理上层用户程序（应用层）设备控制器命令寄存器DMA底层硬件设备（物理层）中断处理程序设备驱动程序设备无关程序用户进程年春 操作系统 2006级I/O软件体系结构中断处理程序底层硬件设备设备驱动程序用户 I/O软件设备无关软件I/O请求 I/O响应提供系统库调用，供人员使用；提供类似Spooling这样的精灵守护进程管理共享设备命名、保护、阻塞、缓冲建立设备寄存器、解决错误处理中断信号年春 操作系统 2006级本章主要内容 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 I
2、/O设备 设备控制器 I/O通道 总线系统 程序 I/O控制方式 中断驱动 I/O控制方式 DMA I/O控制方式 I/O通道控制方式 缓冲的引入 单缓冲和双缓冲 循环缓冲 缓冲池 设备分配中的数据结构 设备分配时应考虑的因素 设备独立性 独占设备的分配程序 SPOOLing技术 设备驱动程序的功能和特点 设备驱动程序的处理过程 中断处理程序的处理过程 磁盘性能简述 磁盘调度 磁盘高速缓存 提高磁盘 I/O速度的其他方法 廉价磁盘冗余阵列年春 操作系统 2006级本章重点和难点 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 磁盘访问时间 磁盘调度：优化平均寻道时间
3、磁盘调度算法 FCFS SSTF SCAN CSCAN N-Step-SCAN FSCAN年春 操作系统 2006级本章主要内容 I/O系统 I/O控制方式 缓冲管理 设备分配 设备处理 磁盘存储器管理年春 操作系统 2006级5.1 I/O系统 5.1.1 I/O设备 5.1.2 设备控制器 5.1.3 I/O通道 5.1.4 总线系统年春 操作系统 2006级5.1.1 I/O设备类型 按速度分： 低：键盘 中：打印机 高：磁盘。 按信息交换单位分： 块：磁盘 ,可定位 字符：打印机、串口 按设备的共享属性分： 独占：如临界资源 共享：磁盘 虚拟：如本身因有属性为独占，但将其虚拟为几个逻辑设备年春 操作系统 2006级5.1.1 I/O设备类型 按交互对象分类： 人机交互设备：视频显示设备、键盘、鼠标、打印机 与计算机或其他电子设备交互的设备：磁盘、磁带、传感器、控制器 计算机间的通信设备：网卡、调制解调器 按交互方向分类： 输入（可读）：键盘、扫描仪 输出（可写）：显示设备、打印机 输入 /输出（可读写）：磁盘、网卡年春 操作系统 2006级5.1.1 I/O设备接口 CPU 控制器 设备 三种信号： 数据信号： 双向，有缓存 控制信号：控制器发给设备；要求其完成相关操作 状态信号：设备发给控制器，后者 “ 显示 ”年春 操作系统 2006级
