第十一章 設(shè)備管理(UNIX操作系統(tǒng)筆記)

設(shè)備管理的基本概念

負責(zé)對系統(tǒng)的輸入輸出部件進行控制和管理的模塊稱為設(shè)備管理模塊住闯。(I/O控制模塊)
系統(tǒng)中有專門的I/O處理器,CPU參與的控制越來越少八毯。

設(shè)備管理模塊的功能

  • 提高設(shè)備使用率袜炕。
  • 方便使用
  • 方便控制

設(shè)備接口傳輸控制技術(shù)

  • 中斷控制:大多數(shù)外設(shè)采用的與處理器交互的方式。
    • 系統(tǒng)發(fā)起處理器向設(shè)備發(fā)送命令后痕寓,處理器去進行其他運算與設(shè)備脫離,設(shè)備完成命令后蝇闭,設(shè)備控制器向處
      理器發(fā)送中斷請求呻率,向系統(tǒng)匯報執(zhí)行結(jié)果,等待處理器的進一步指示丁眼。

DMA控制方式(直接存儲訪問)

由DMA控制器發(fā)送中斷請求筷凤。跟中斷控制的步驟一樣昭殉。

通道控制方式

通道控制部件中都有自己的專用的處理器和緩沖存儲器苞七。執(zhí)行一次通道程序可以完成多批的通道數(shù)據(jù)處理藐守。訪問效率非常高。

虛擬設(shè)備管理技術(shù)

可以被多個進程同時訪問的設(shè)備稱為共享設(shè)備蹂风。
不能被多個進程訪問的設(shè)備稱為獨占設(shè)備卢厂。
需要在一臺設(shè)備上模擬獨占設(shè)備的操作過程,把低俗的獨占設(shè)備改造成若干臺可并行操作的虛擬設(shè)備惠啄。

設(shè)備管理結(jié)構(gòu)

設(shè)備管理體系結(jié)構(gòu)

每一個鏈接進入系統(tǒng)的設(shè)備都有一個特殊文件相關(guān)聯(lián)慎恒。系統(tǒng)將所有使用的外部設(shè)備視為特殊文件,跟普通文件一樣進行管理撵渡。

設(shè)備分類標(biāo)識

  • 類:將特定功能的設(shè)備劃分為類融柬,硬盤類,打印機類等
  • 子類:按某種類設(shè)備所具有的功能來劃分趋距,打印機按接口標(biāo)準(zhǔn)分為串口和并口打印機粒氧。
  • 型號:對于廠家和不同特性進行劃分的設(shè)備。

設(shè)備特殊文件

tty中端設(shè)備
sd节腐,scsi設(shè)備
hd ide硬盤
lp打印機

  • 塊設(shè)備:可以按照數(shù)據(jù)塊進行訪問的存儲或?qū)ぶ吩O(shè)備外盯。可以進行讀寫翼雀。
  • 字符設(shè)備:信息存儲按照單個字符方式進行的一類設(shè)備饱苟,信息的發(fā)送和接收是按照字符流的方式進行的。

設(shè)備控制策略

設(shè)備驅(qū)動和系統(tǒng)內(nèi)核關(guān)聯(lián)

設(shè)備驅(qū)動程序

設(shè)備驅(qū)動程序中封裝了如何控制設(shè)備的技術(shù)細節(jié)狼渊,通過一些特定的接口創(chuàng)建出一個規(guī)范的操作集合箱熬。

設(shè)備驅(qū)動程序和內(nèi)核

設(shè)備驅(qū)動程序?qū)儆谙到y(tǒng)內(nèi)核的一部分,是系統(tǒng)內(nèi)核的擴展囤锉√沟埽可以被系統(tǒng)內(nèi)核中的其他子系統(tǒng)調(diào)用,為內(nèi)核提供標(biāo)準(zhǔn)的接口服務(wù)官地,因此驅(qū)動程序與內(nèi)核間存在著一定的關(guān)聯(lián)關(guān)系酿傍。

設(shè)備驅(qū)動與文件系統(tǒng)的關(guān)系

用戶對設(shè)備的請求與管理就是通過文件子系統(tǒng)傳達給操作系統(tǒng)的

塊設(shè)備的高速緩存機制

最近使用過的數(shù)據(jù)被保存在內(nèi)存的高速緩存區(qū)中,系統(tǒng)首先在緩存區(qū)進行查找驱入,若找到信息赤炒,就不必去訪問硬盤。

緩沖池結(jié)構(gòu)

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