操作系统四版课件4概要.pptVIP

输入/输出完成时，设备控制器向CPU发出中断请求信号。CPU响应该中断，执行设备中断处理程序，对数据传输工作进行相应的处理。 I/O请求进程变为阻塞态，等输入/输出完成。进程调度程序重新调度。这样，外部设备进行输入/输出，CPU运行另一个进程程序，实现设备与CPU并行工作。 CPU发出start指令，启动外部设备，设置状态寄存器里的中断允许位。以便产生中断时，可以调用相应的中断处理程序。 4.4.3 中断方式 . 1. 中断的定义 所谓“中断”，是一种使CPU暂时中止正在执行的程序而转去处理特殊事件的操作。能够引起中断的事件称为“中断源”，它们可能是计算机的一些异常事故或其它内部原因，更多的是来自外部设备的输入输出请求。 2. 中断方式传输数据的步骤 启动位 中断允许位 状态寄存器 数据寄存器 打印机控制器 打印机 中断请求信号 系统总线 内存储器 CPU . . . 输入/输出全部完成后，进程被解除阻塞，改变状态为就绪，进入下一步工作。 由此看出，CPU启动了设备后，没有陷 入循环测试的等待过程中，而是转去运行 别的进程的程序。 输入/输出时，CPU把存放 数据的内存起址及要传输的字节数分别存入地址寄存器和字节计数器，把状态寄存器的允许中断位置1，启动设备进行数据传输。 DMA按地址寄存器指示，不断与内存进行直接的数据传输，并修改地址寄存器和字节计数器的值。当DMA的字节计数器为0时，传输停止，向CPU发出中断请求。 . CPU将总线让给DMA控制器。在DMA进行数据传输时，CPU不再使用总线，而是DMA控制器获得总线控制权。 1. 直接存储器存取方式 直接存储器存取方式即是DMA方式，适用于高速I/O设备，如磁带、磁盘。它传输数据的特点是能使I/O设备直接和内存储器进行成批数据的快速传输。DMA控制器中有四个寄存器：数据寄存器，状态寄存器，地址寄存器和字节计数器。 2. DMA传输数据的步骤 启动位 中断允许位 状态寄存器 地址寄存器 磁盘控制器 磁盘驱动器 中断请求信号 系统总线 内存储器 CPU 数据寄存器 字节计数器 DMA控制器： 计 数 . . 请求I/O的进程被阻塞，等待I/O完成。 . . CPU接受该中断请求，转相应中断处理程序进行善后处理，结束这次I/O。 4.4.4 直接存储器存取方式 通道的指令被称为“通道命令字”，它的条数不多，主要涉及控制、转移、读、写及查询等功能。若干通道命令字构成一个“通道程序”，它规定了设备应执行的各种操作和顺序。在CPU启动通道后，由通道执行通道程序，完成CPU所交给的I/O任务。为了使通道能取到通道程序去执行，必须把存放通道程序的内存起址告诉通道。存放这个起始地址的内存固定单元，被称为“通道地址字”。 4.4.5 通道方式 1. 通道定义 通道是一个独立与CPU的、专门用来管理输入/输出操作的处理机，它控制设备与内存储器直接进行数据交换。 2. 有关通道的若干概念 3. 通道方式传输数据的步骤 . 进程提出I/O请求后，CPU发start命令，指明I/O操作、设备号和对应的通道。把数据传输的任务交给通道。 . 发出I/O请求的进程被阻塞，进程调度程序把CPU分配给另一个进程使用。 . 通道接收CPU发来的启动命令，调出通道程序执行，设备与CPU并行工作。 . 通道执行通道程序中的通道命令字，指示设备完成规定的操作，与内存储器进行数据交换。 . 数据传输完毕，通道向CPU发出中断请求。CPU响应通道提出的中断请求，对这次I/O进行善后处理，把阻塞进程的状态变为就绪，重新参与对CPU的竞争。 多缓冲：为同类型的I/O设备设置两个公共缓冲队列，一个用于输入，一个用于输出，这就是 “多缓冲”。输入设备输入时，就到输入缓冲首指针所指的缓冲区队列里申请一个缓冲区使用，使用完毕仍归还到该队列；输出设备输出时，就到输出缓冲首指针所指的缓冲区队列里申请一个缓冲区使用，使用完毕仍归还到该队列。 双缓冲：为设备设置两个缓冲区时称为“双缓冲”，产生数据者先把数据送入缓冲区1，下一次送入缓冲区2；接收者先从缓冲区1里取数据，再从缓冲区2里取数据。 单缓冲：为设备设置一个缓冲区时称为“单缓冲”，产生数据者把数据送到所设置的缓冲区里，接收数据者总是从缓冲区里去取所需要的数据。 4.5 设备管理中的若干技术 4.5.1