5设备管理

5.1_1 I-O设备的概念和分类

1、什么是I-O设备

输入/输出：I/O设备就是可以将数据输入到计算机，或者可以接收计算机输出数据的外部设备，属于计算机中的硬件部件。

2、按使用特性分类

1. 人机交互的外部设备
2. 存储设备
3. 网络通信设备

3、按传输速率分类

1. 低俗设备
2. 中速设备
3. 高速设备

4、按信息交换的单位分类

1. 块设备：传输速率高，可寻址，可随机读写在任一块
2. 字符设备：慢，不可寻址

5.1_2 I-O控制器

（I-O设备=电子部件（I-O控制器）+机械部件）

机械部件：如鼠标等

电子部件功能：

1、接受和识别CPU发出的命令

控制寄存器

2、向CPU报告设备的状态

状态寄存器

3、数据交换

数据寄存器

4、地址识别

两种寄存器编址方式：内存映射I-O、寄存器独立编制

5.1_3 I-O控制方式

1、程序直接控制方式

轮询：完成一次读/写操作的流程

CPU干预频繁

每次读写一个字

实现简单

会使CPU忙等

2、中断驱动方式

让CPU发出IO指令后做其它的事情

大量中断会使cpu效率低

每次读写一个字

CPU和IO可并行工作

3、DMA方式：直接存储器存取

数据单位：连续的多个块

直接从设备到内存

减少了cpu干预

DR：数据寄存器

MAR：内存地址寄存器

DC：剩余读写字节数

CR：命令/状态寄存器

4、通道控制方式

弱鸡版cpu

通道程序：任务清单

cpu发送命令给通道，然后让通道处理IO操作就行了

处理完了，向cpu发送中断信号

5.1_4 I-O软件层次结构

1、用户层软件

实现与用户交互的接口，向上提供方便易用的库函数

2、设备独立性软件（设备无关性软件）

向上层提供统一的调用接口（read/write）

设备的保护

差错处理

设备的分配与回收

数据缓冲区管理

建立逻辑设备名到物理设备名的映射关系

根据设备类型选择调用相应的驱动程序

3、设备驱动程序（比如打印机驱动）

设置设备寄存器、检查设备状态

4、中断处理程序

进行中断处理

5、硬件

执行IO操作，有机械部件+电子部件组成