：输入输出（IO）管理

Posted 2020-06-16

 I/O设备概念：

       指计算机内部除中央处理器和内存之外的全部设备，通常也称为外部设备。

 I/O设备分类：

      ·按交互对象分类：

           ·人机交互设备

           ·与计算机或其它电子设备交互的设备

          ·计算机间的同信设备

    ·按交互方向分类：

          ·输入（可读）

         ·输出（可写）

         ·输入/输出（可读写）

   ·按外设特性分类：

        ·使用特性 

        ·传输数据率

       ·信息组织特性

 I/O控制方式：

      ·程序訪问控制方式

      ·中断控制方式

      ·DMA方式（直接存储器寻址方式）：在内存中进行数据的搬运

     ·通道方式（代表：USB）

 I/O软件的目标：

       ·设备独立性：当去訪问某一设备时，不须要去对该设备的详细的操作方 式要了解

       ·统一命名

 I/O的层次结构：

       ·用户层

      ·设备独立层

      ·设备驱动层

     ·中断层

     ·硬件层

I/O调度概念：

       调度一组请求就是确定一个好的顺序来执行这些请求。

       操作系统为每一个设备维护一个请求对列来实现调度。

       I/O核心子系统改善计算机效率的一种方法是进行I/O操作调度，使用内存或磁盘上的存储空间的技术。如缓冲、快速缓存、假脱机。

 快速缓存：

      快速缓存是能够保留数据拷贝的快速内存，快速缓存拷贝的訪问要比原始数据訪问更高效。

缓存区：

      缓冲区是用来保存在两设备之间或在设备和应用程序之间所传出数据的内存区域。

採用缓冲的三个作用：

     ·处理数据流的生产者与消费者之间的速度差

     ·协调数据传输大小不一致的设备

     ·应用程序I/O的拷贝语义

缓冲区：

     ·单缓冲

     ·双缓冲 

    ·循环缓冲

    ·缓冲池

设备分配概述：

     ·对于独占型设备进程必须先申请分配，而后才干够进行I/O传输

      ·对于共享型设备和虚拟型设备，无须考虑分配问题，进程能够通过文件系 统直接请求使用。

设备分配的原则：

     依据设备的特性、用户要求和系统配置情况来决定

     设备的分配方式：静态分配和动态分配

     设备分配的策略：先请求先分配（FIFO）、优先级高者先分配

假脱机技术（SPOOLing）：

        将一个独享型设备转变为一个共享型设备

SPOOLing系统的组成：

     ·输入井和输出井（存在于外存中）

     ·输入缓冲区和输出缓冲区（存在于内存中）

     ·输入进程SP1和输出进程SP0

 出错处理：

      假设I/O设备出错了应由I/O处理