作業系統 10 I O 基本原理

2021-10-08 11:09:32 字數 1035 閱讀 9257

引言

什麼是i/o

i/o包含兩部分,i/o裝置和i/o介面以及如何管理i/o裝置,i/o裝置就是我們常見的磁碟、網絡卡、滑鼠鍵盤、印表機和顯示器等。

接下來的文章就要學習i/o裝置、i/o模型和i/o、中斷處理和錯誤處理。

i/o硬體原理

io裝置

字元裝置:傳送和接收乙個字元流,不可定址。例如印表機,網路介面

cpu與裝置管理器互動

裝置控制器有乙個暫存器用於和cpu互動,有一些控制器還有資料快取結構,接下來要講講如何解決cpu和裝置控制器暫存器和資料快取交流的方式

記憶體對映i/o 缺點

混合實現

cpu讀取過程

直接記憶體訪問(dma)

dma小結:並不是所有的計算機都有dma,因為現在cpu越來越快,如果讓快速的cpu無所事事的等待dma處理i/o傳輸得不償失,在嵌入式計算機上尤其重要,少乙個元件可以節省錢中斷

儲存在哪兒

儲存在棧上

精確中斷與非精確中斷

非精確中斷:不滿足精確中斷條件都為非精確中斷,其示意圖如下,比如pc為316,但是pc前後都有指令執行。需要儲存的資訊很多,導致中斷處理慢

小結有些中斷和陷阱是精確的(i/o中斷),有些不是精確的(程式錯誤),有些機器有乙個位來設定中斷時精確中斷。某些超標量機器為了相容精確中斷,使得cpu內部複雜,必須記錄日誌和暫存器的副本,這是很大的效能開銷。非精確中斷使得作業系統複雜並且執行得很慢

i/o軟體原理

i/o軟體目標

可程式設計i/o

中斷驅動i/o

利用dma的i/o

通道控制的i/o

i/o軟體層次

i/o軟體通常組織成4層,從下到上中斷處理程式、裝置驅動程式、裝置無關的作業系統軟體和使用者級i/o軟體,其示意圖如下

作業系統基本原理 檔案管理

檔案管理 作業系統對計算機的管理包括兩個方面 硬體資源和軟體資源。硬體資源的管理包括cpu 的管理 儲存器的管理 裝置管理等,主要解決硬體資源的有效和合理利用問題。軟體資源包括各種系統程式 各種應用程式 各種使用者程式,也包括大量的文件材料 庫函式等。每一種軟體資源本身都是具有一定邏輯意義的相關資訊...

作業系統基本原理 作業管理

作業管理 從使用者的角度看,作業是系統為完成乙個使用者的計算任務 或一次事務處理 所做的工作總和。例如,對於使用者編制的源程式,需經過對源程式的編譯 連線編輯或連線裝入及執行產生計算結果。這其中的每乙個步驟,常稱為作業步,作業步的順序執行即完成了乙個作業。從系統的角度看,作業則是乙個比程式更廣的概念...

軟考 作業系統基本原理

考試佔到5 7分 1.作業系統概述 管理整個系統的軟硬體資源的 控制程式執行 人機介面 應用軟體與硬體之間的介面。程序管理 儲存管理 檔案管理 作業管理 裝置管理 2.1 程序管理 程序狀態 就緒 缺少cpu資源 執行 等待 不只是缺少cpu資源 2 前驅圖 完成一項工作,按照順序邏輯結構約束的圖,...