计算机操作系统(五)输入/输出(I/O)管理

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本文详细介绍了计算机系统的I/O管理，包括I/O设备的分类、控制器的构成、控制方式等基础知识，并深入探讨了I/O软件层次结构、假脱机技术、设备分配与回收以及缓冲区管理等内容。

目录

I/O管理概述

I/O设备的基本概念和分类

知识总览

I/O设备

按使用特性分类

按传输速率分类

按信息交换的单位分类

I/O控制器

知识总览

I/O设备的机械部件

I/O设备的电子部件

I/O设备的组成

内存映像I/O VS 寄存器独立编址

I/O控制方式

知识总览

程序直接控制方式

中断驱动方式

DMA方式

通道控制方式

I/O软件层次结构

知识总览

用户层软件

设备独立性软件

设备驱动程序

中断处理程序

I/O核心子系统

内核的I/O核心子系统及功能

功能的实现层次

假脱机技术

I/O调度

设备保护

I/O假脱机技术

脱机技术

输入井和输出井

输入进程和输出进程

输入/输出缓冲区

共享打印机原理

I/O设备的分配与回收

知识总览

设备分配时应考虑的因素

设备安全性

动态分配与静态分配

设备分配管理中的数据结构

设备分配步骤的改进

缓冲区管理

知识总览

缓冲区概念和作用

单缓冲特点

双缓冲特点

使用单/双缓冲区在通信时的区别

循环缓冲区

缓冲池

I/O管理概述

I/O设备的基本概念和分类

知识总览

I/O设备

按使用特性分类

按传输速率分类

按信息交换的单位分类

I/O控制器

知识总览

I/O设备的机械部件

I/O设备的电子部件

I/O设备的组成

内存映像I/O VS 寄存器独立编址

I/O控制方式

知识总览

程序直接控制方式

完成一次读写操作

中断驱动方式

完成一次操作

DMA方式

完成一次读写操作

通道控制方式

完成一次读写操作

I/O软件层次结构

知识总览

用户层软件

设备独立性软件

设备驱动程序

中断处理程序

 

I/O核心子系统

内核的I/O核心子系统及功能

功能的实现层次

假脱机技术

I/O调度

设备保护

I/O假脱机技术

脱机技术

(1)手工操作阶段

(2)脱机输入/输出技术

输入井和输出井

输入进程和输出进程

输入/输出缓冲区

共享打印机原理

I/O设备的分配与回收

知识总览

设备分配时应考虑的因素

(1)设备的固有属性

(2)分配算法

设备安全性

动态分配与静态分配

设备分配管理中的数据结构

设备控制表(DCT)

控制器控制表(COCT)

通道控制表

系统设备表(SDT)

优缺点

设备分配步骤的改进

缓冲区管理

知识总览

缓冲区概念和作用

单缓冲特点

双缓冲特点

使用单/双缓冲区在通信时的区别

循环缓冲区

缓冲池

1、

2、

3、

4、

参考资料：《王道考研》

 

5.1.6 假脱机技术（输入井、输出井、输入输出缓冲区、共享打印机原理分析）
qq_26553393的博客
01-06 2001
0. 知识总览 1. 什么是脱机技术？ 2. 假脱机技术 2.1 输入井和输出井 2.2 输入进程与输出进程 2.3 输入输出缓冲区 3. 共享打印机原理分析 4. 知识回顾与重要考点
计算机组成原理——输入/输出系统（I/O接口&外设&中断）
qq_51308373的博客
04-06 4964
提示：文章写完后，目录可以自动生成，如何生成可参考右边的帮助文档 一、I/O系统基本概念 1．基本概念 （1）I/O设备就是可以将数据输入到计算机，或者可以接收计算机输出数据的外部设备 （2）常见的I/O设备 ①硬盘、光盘――即可输入、又可输出的设备(有的教材称为:外存设备） ②鼠标、键盘――输入设备 ③显示器、打印机――输出设备 ④可统称“外部设备” 2．主机如何与l/O设备进行交互? （1）I/O接口:又称I/O控制器（I/O Controller)、设备控制器，负责协调主机与外部设备之间的数据.
王道操作系统思维导图第五章 输入输出（IO）管理
11-25
王道操作系统思维导图第五章，希望大家能互帮互助，另外需要什么资源的可以留言，我有的话就会分享，希望能帮助到大家，一起加油，
spooling技术课程设计 linux环境,操作系统课程设计“spooling系统：能显示输入井和输出井中状态和信息...
weixin_42530732的博客
05-11 805
满意答案qouywhfoc2013.06.20采纳率：55%等级：11已帮助：6549人SPOOLing是Simultaneous Peripheral Operation On-Line (即外部设备联机并行操作)的缩写，它是关于慢速字符设备如何与计算机主机交换信息的一种技术，通常称为“假脱机技术”。实际上是一种外围设备同时联机操作技术,又称为排队转储技术。 它在输入和输出之间增加了“...
输入输出系统|操作系统
资资的博客
12-16 1446
文章目录二、I/O控制器1.I/O控制器功能2.I/O控制器组成3.I/O控制器中的地址三、I/O控制方式1.程序直接控制方式2.中断驱动方式3.DMA控制器4.通道控制方式四、I/O软件层次1.用户层软件2.设备无关性软件逻辑设备表LUT3.设备驱动程序4.中断处理程序总结五、假脱机技术（SPOOLing）1.输入井和输出井2.共享打印机的原理六、设备的分配与回收设备控制表控制器控制表通道控制表...
输入输出系统
qq_53756861的博客
11-11 1158
"I/O"就是“输入/输出”（Input/Output）I/O设备就是可以将数据输入到计算机，或者可以接收计算机输出数据的外部设备，属于计算机中的硬件部件。(Unix系统将外部设备抽象为一种特殊的文件，用户可以使用与文件操作相同的方式对外部设备进行操作)
【计算机组成原理】七、输入/输出系统：1.I/O基本概念、I/O设备（外部设备）
From Quantitative to Qualitative Change
09-01 2692
将所显示图形的一组坐标点和绘图命令组成显示文件存放在缓冲存储器中，缓存中的显示文件传送给矢量（线段）产生器，产生相应的模拟电压，直接控制电子束在屏幕上的移动。中，在CRT进行光栅扫描的过程中，从字符发生器中依次读出某个字符的点阵，按照点阵中0和1代码不同控制扫描电子束的开或关，从而在屏幕上显示出字符。：指黑白显示器中所显示的像素点的亮暗差别，在彩色显示器中则表现为颜色的不同，灰度级越多，图像层次越清楚逼真，典型的有8位（256级）、16位等。点阵的多少取决于显示字符的质量和字符窗口的大小。
【操作系统】13.什么是输入输出(I/O)设备？
weixin_69595694的博客
08-26 975
第五章 输入输出管理 5.1 什么是输入输出(I/O)设备？ 5.1.1 I/O设备的基本概念 什么是I/O？ I/O就是“输入/输出”，将数据输入到计算机，或接收计算机的数据输出到外部设备 I/O设备分类： 按使用特性 人机交互类外部设备 存储设备 网络通信设备 按传输速率 低速设备 中速设备 高速设备 按信息交换单位 块设备 字符设备 I/O设备的构成 机械部件：比如键盘鼠标的按键和按钮，用来执行具体的I/O操作 电子部件：即I/O控制器、设备控制器，是CPU与硬件设备之间的桥梁 I/O控制器
【计算机组成原理】输入/输出系统（一）—— I/O 系统基本概念
haoweixl的博客
10-07 1861
程序查询方式：CPU不断轮询检查 I/O控制器中的“状态寄存器”，检测到状态为“已完成”之后，再从数据寄存器取出输入数据。程序中断方式：等待键盘I/O时 CPU可以先去执行其他程序，键盘I/O完成后I/O控制器向CPU发出中断请求，CPU响应中断请求，并取走输入数据。DMA控制方式:主存与高速V/g设备之间有一条直接数据通路（DMA总线）。CPU向DMA接口发出“读/写”命令，并指明主存地址、磁盘地址、读写数据量等参数。DMA控制器自动控制磁盘与主存的数据读写，每完成一整块数据读写。
【计算机组成原理】七、输入/输出系统：2.I/O接口、I/O控制方式
最新发布
From Quantitative to Qualitative Change
09-01 2787
详见：操作系统 - 5.输入输出(I/O)管理 - 2. I/O 控制器：又称，负责协调主机与外部设备之间的数据传输。
《计算机操作系统》——6. 输入输出系统
weixin_45012798的博客
05-30 2231
from 《计算机操作系统》第四版 逢考必过！！！ 6.1 I/O系统的功能、模型和接口 6.1.1 I/O系统的基本功能 隐藏物理设备的细节 与设备的无关性 提高处理机和I/O设备的利用率 对I/O设备进行控制 确保对设备的正确共享 错误处理 6.1.2 I/O系统的层次机构和模型 1. I/O软件的层次结构 用户层软件 产生 I/O请求、格式化 I/O、Spooling。实现与用户交互的接口。 设备独立性软件 映射、保护、分块、缓冲、分配。实现用户程序与设备驱动器的统一接口、设备命名、设备
Linux中的输入输出管理
qq_38664479的博客
04-03 245
1. 输入输出的定义 （1)字符设备：指显示字符到屏幕上的设备文件； （2）stdin ：标准输入，编号为0，例如：键盘、鼠标、打字机； （3）stdout：标准正确输出，标号为1； （4）stderr：标准错误输出，标号为2。 2 .管理输入 外界传递到程序中的信息 （1)< ：表示输入重定向 tr ‘a-z’ ‘A-Z’ < test ：把test文件中的内容定向到tr程序中； （2)<< 多行录入 tr ‘a-z’ ‘A-Z’ <<EOF(字符任意) test
linux写含输入输出的代码,linux系统管理-输入输出
weixin_42531516的博客
05-13 348
linux系统管理-输入输出重定向将原本要输出到屏幕上的数据信息，重新定向到指定的文件中运行程序，或者输入一个命令：默认打开4个文件描述符标准输入与输出名称文件描述符作用标准输入(stdin)0通常键盘，也可以是其他文件或者命令的输出的内容可以作为标准输入标准输出(stdout)1默认输出到屏幕错误输出(stderr)2默认输出到屏幕文件名称(filename)3+/dev/stderr(错误输出...
第6章输入输出系统
AuroraLLL的博客
12-30 2072
第6章输入输出系统及其相关题目答案
操作系统期末复习
qq_20184333的博客
06-10 1235
1.为什么要引入SPOOLing系统？ 所有字符设备都是独占设备并属于慢速设备，所以I/O设备和cpu之间的速度非常不匹配，整体的效率十分低下。并且当进程调用设备时，并非一直占用这个设备，利用率十分低，从而降低了整个系统的性能。 2.SPOOLing系统由什么组成？ 输入井和输出井：输入井和输出井是在磁盘上开辟出来的两个存储区域。输入井模拟的脱机输入时的磁盘，用于收容I/O设备输入的数据。输出井模拟脱机输出时的磁盘，用于收容用户程序的输出数据。 输入缓冲区和输出缓冲区：这是在内存中开辟的两个缓冲区。用于缓和
操作系统第五章_03 假脱机技术 （SPOOLing技术）
绿色水杯
04-28 7736
🏫中北大学软件学院 🥇 文章目录知识总览什么是脱机技术假脱机技术 —— 输入井和输出井共享打印机知识总览 知识总览 什么是脱机技术 为什么称为“脱机”——脱离主机的控制进行的输入/输出操作。 手工操作阶段：主机直接从 I/O设备获得数据，由于设备速度慢，主机速度很快。人机速度矛盾明显，主机要浪费很多时间来等待设备 批处理阶段引入了脱机输入/输出技术（用磁带完成） 引入脱机技术后，缓解了CPU与慢速I/O设备的速度矛盾。另一方面，即使CPU在忙碌，也可以提前将数据输入到磁带；即使慢速的输出设备正在忙碌.
操作系统5——输入输出系统
转载请标明出处，完整项目/代码详见github：https://github.com/yiru1225
07-01 2687
本篇博客主要介绍操作系统第六章输入输出系统的相关知识。
OS重要知识点摘录（考研用）——第五章：输入/输出（I/O）管理
qq_44709990的博客
12-05 1137
OS重要知识点摘录（考研用）——第五章：输入/输出（I/O）管理  本文参考于《2021年操作系统考研复习指导》（王道考研），《计算机操作系统教程》   下图所示为DMA控制器的组成：   要在主机与控制器之间实现成块数据的直接交换，须在DMA控制器中设置如下4类寄存器：   （1）命令/状态寄存器CR   用于接收从CPU发来的I/O命令或有关控制信息，或设备的状态   （2）内存地址寄存器MAR   在输入时，它存放把数据从设备传送到内存的起始目标地址；在输出时，它存放由内存到设备的内存源地址。   
【王道】操作系统 知识点总结5——输入/输出（I/O）管理
你一定能够成为你想要去成为的人。
09-22 2169
​I/O设备是将数据输入到计算机中，或者可以接收计算机输出数据的外部设备，属于计算机中的硬件部件；设备的分类I/O接口​I/O接口（设备控制器）位于CPU与设备之间，它既要与CPU通信，又要与设备通信，还要具有按CPU发来的命令去控制设备工作的功能，主要由三部分组成，如下图所示。：实现控制器与CPU之间的通信该接口有三类信号线：数据线、地址线和控制线。数据线与两类寄存器相连：数据寄存器（存放从设备送来的输入数据或从CPU送来的输出数据）和控制/状态寄存器。
输入/输出原理：I/O设备与接口详解
在计算机科学中，输入/输出（Input/Output，简称I/O）原理是计算机系统中至关重要的一个领域，涉及到计算机如何与外部设备进行有效通信。I/O设备包括各种类型的硬件，如键盘、鼠标、显示器、打印机、硬盘等，它们的...
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