浅谈操作系统——IO系统概述

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设备管理

设备是指计算机系统中除CPU、内存和系统控制台以外的所有设备。

• I/O设备、存储设备、设备控制器、I/O通道
• 设备管理程序是用于对这类设备进行控制和管理的一组程序。
• 设备管理是OS中最复杂且与硬件紧密相关的部分。

I/O系统功能与模型

• I/O系统的主要任务

  • 完成用户提出的I/O请求
  • 提高I/O速率
  • 提高设备利用率
  • 能为更高层的进程方便地使用这些设备提供手段

• I/O系统的基本功能

  1. 隐藏物理设备的细节

     • I/0设备种类多、差异大
     • 硬件：设备控制器
     • 软件：I/0系统必须对设备适当抽象以隐藏物理设备的实现细节，仅向上层进程提供少量的抽象的命令

  2. 设备无关性（设备独立性）

     • 用户在编制程序时，使用逻辑设备名，由系统实现从逻辑设备到物理设备（实际设备)的转换。
     • 与隐藏物理设备的细节不同，以其为基础
     • 用户不仅可使用抽象的/0命令，还可使用抽象的逻辑设备名来使用设备
     • 用户能独立于具体物理设备而方便使用设备

  3. 提高处理机和/0设备利用率

     • 要实现I/O设备之间、I/O设备与处理机的并行工作
       • 处理机要快速响应用户的I/请求
       • 减少每个/设备运行时处理机的干预
       • 缓冲技术、虚拟设备技术

  4. 对I/O设备进行控制

     • 是设备驱动程序功能
     • I/O控制方式有四种，具体采用方式与控制的I/O设备传输速度、数据单位等有关
     • 为方便高层软件与用户，I/O软件应屏蔽这些差异，向高层提供统一接口