【学习笔记】第五章——I/O（设备分类、控制方式、软件层次结构、假脱机、缓冲）

最新推荐文章于 2022-10-22 18:42:50 发布
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分类专栏： 操作系统学习 文章标签： 操作系统 I/O
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本文详细介绍了操作系统中设备的分类与控制方式，包括程序直接控制、中断驱动、DMA和通道控制，强调了缓冲在解决CPU与I/O速度不匹配问题中的重要作用，并探讨了单缓冲、双缓冲、循环缓冲和缓冲池的概念及其应用。同时，阐述了软件层次结构，特别是假脱机技术在共享资源中的使用。

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文章目录

很感动，终于结束了拖延了这么久的操作系统网课= =

一. 设备分类与控制方式

1）设备分类

  • 举例：鼠标、键盘、显示器、移动硬盘等
    在这里插入图片描述

2）控制方式

1. 程序直接控制方式
  • 轮询，CPU 干预频率频繁。
  • 实现简单，但是 CPU 利用率低
    在这里插入图片描述
2. 中断驱动方式
  • 每次 I/O 操作开始之前、完成之后需要 CPU 介入
  • CPU 利用率得到提升，但频繁的中断处理会消耗较多的 CPU 资源
    在这里插入图片描述
3. DMA 方式
  • 不再需要经过 CPU
  • 传输以块为单位，CPU 和 I/O 的并行性得到提升。
  • 缺点：需要连续
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操作系统：I/O控制方式的分类和各自的优缺点及适用场景
dangzhangjing97的博客
08-05 3万+
一、I/O控制方式的分类？ 1.程序I/O控制方式 2.中断驱动I/O控制方式 3.直接存储器访问DMA控制方式 4.I/O通道控制方式 二、四种I/O控制方式的优缺点及适用场景 1.程序I/O控制方式 （1）优点 控制简单，不需要多硬件支持 （2）缺点 CPU利用率低 不能实现设备间的并行工作 无法发现和处理产生的错误 ...
操作系统原理学习笔记（文件与I/O）
paleatta的博客
03-02 784
学习视频 随看随记 成组链接法 文件管理 文件系统 文件的基本概念 文件的属性 文件名:由创建文件的用户决定文件名，主要是为了方便用户找到文件，同一目录下不允许有重名文件。 标识符:一个系统内的各文件标识符唯一，对用户来说毫无可读性，因此 标识符只是操作系统用于区分各个文件的一种内部名称。(操作系统内部使用，与用户无关) 类型:指明文件的类型 位置:文件存放的路径(让用户使用)、在外存中的地址(操作系统使用，对用户不可见) 大小:指明文件大小 创建时间、上次修改时间、文件所有者信息 保护信息:对文件进
程序系统级I/O的举例分析
weixin_43996099的博客
11-30 270
一、知识概要 输入/输出是在主存和外部设备之间复制数据的过程。输入操作是从I/O设备复制数据到主存，而输出操作是从主存复制数据到I/O设备。常见的系统调用函数有： 1、 int open(char *filename,int flags,mode_t mode)：打开一个一存在的文件或创建一个新的文件。函数将filename转换成一个文件描述符并返回；f...
I/O软件入门
鸭梨的博客
07-24 1284
首先，硬件的种类和类型实在太多，单单磁盘就有不同类型、不同生产厂商的数十种之多，而每种磁盘的控制界面并不一样。至于网卡、视频卡、键盘、鼠标等也存在五花八门的品牌和系列。 其次，对一种硬件设备来说，其访问过程并不简单。要想正常访问，必须知道该设备的物理结构和特性，其工作原理和机制。而这对于程序设计员来说，显然有点要求过多。 例如，由于对控制寄存器的访问和对内存的访问不同，用户必须明白I/O设备的底层命令，并且对于不同的设备这个命令是不同的。这样用户写的程序必须依设备的不同而有所不同，这显然不是一件令人高兴的
操作系统 王道考研2019 第五章：I/O 管理 -- I/O子系统的层次结构、I/O核心子系统（假脱机技术（SPOOLing技术）、高速缓存与缓冲区、设备分配与回收）、I/O管理小结
天行健 君子以自强不息，地势坤 君子以厚德载物。
01-19 827
I/O子系统的层次结构、I/O核心子系统（假脱机技术（SPOOLing技术）、高速缓存与缓冲区、设备分配与回收）、I/O管理小结
计算机组成原理之I/O控制的三种方式(软考中级)
qq_52699757的博客
10-22 3331
输入输出的三种控制方式包括程序直接程序控制，中断驱动方式和直接存取器存储方式(DMA),了解这三种控制是什么，掌握这三种控制方式的特点
操作系统学习笔记：设备管理
坤舆湖畔的万某某的博客
12-15 1356
对于设备基础知识、I/O硬件特点、I/O软件的组成、设备分配、虚拟设备进行了详细的展开讲解！
操作系统 第6章 设备管理 (学习笔记)
qq_35985357的博客
06-18 3480
第6章 设备管理 6.1 概述 6.1.1外设 计算机系统中，通常把处理机和主存储器之外的部分统称为外围设备，简称外设。 6.1.2设备管理的目标 使用方便、与设备无关、效率高、管理统一。 6.1.3 设备管理包括 (1)设备独立性 (2)设备驱动程序 (3)计算机和外部设备的数据传送控制方式 (4)设备的分配 (5)一些重要技术如中断技术、缓冲技...
王道考研操作系统笔记（第五章）附：王道考研408所有PPT和思维导图
qq_41732756的博客
08-23 3691
如需ppt和思维导图请拉到最后，有github链接 第五章 输入输出管理（IO） 5.1 输入输出管理（IO） 5.1.1 IO设备的基本概念和分类 “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。 按使用特性分类 人机交互的外部设备 用于与计算机用户之间交互设备（打印机，鼠标，键盘） 交换速度相对较慢，以字节为单位进行数据交换 存储设备 用于存储程序和数据的设备（磁盘、磁带、光盘） 交换速度较快，
设备管理之I/O系统
学习日常分享
10-12 4372
在计算机系统中，除了需要有处理机和存储器外，还需要有用于实现信息输入、输出和存储的设备。设备管理程序便是用于对这类设备进行控制和管理的一组程序。设备管理是操作系统中最繁杂且与硬件紧密相关的部分。 在一个计算机系统中，除了需要直接用于I/O和存储信息的设备外，还需要有相应的设备控制器。在大、中型计算机系统中，还需有I/O通道，由这些设备以及相应的总线构成了I/O系统。 I/O设备管理系统结构图 I/O设备的特点分析 操作系统需要管理的最复杂的资源——I/O设备 I/O设备种类繁多，工作模式各不相同 I/O
I/O 控制方式（重要） I/O软件层次结构
QuantumYou的博客
07-16 682
文章目录I/O 控制方式 (重要)知识总览思维导图程序直接控制方式中断驱动方式DMA 方式通道方式总结思维表I/O软件层次结构知识总览思维导图用户层软件设备独立性软件思考：为何不同的设备需要不同的设备驱动程序？设备驱动程序中断处理程序总结思维图 I/O 控制方式 (重要) 知识总览思维导图 程序直接控制方式 1、完成一次 读/写 操作的流程 （轮询） 见下图2 的程序流程图 2、CPU 干预的频率 很频繁，I /O操作开始之前、完成之后需要CPU介入，并且在等待I /O完成的过程中CPU需要
操作系统-I/O设备
NULL
09-06 1182
I/O设备综述 I/O设备定义 I/O设备是硬件中由人(或其他系统)使用与计算机进行通信的部件。 例如，键盘或鼠标是计算机的输入设备，而监控器和打印机是输出设备。计算机之间的通信设备(如电信调制解调器和网卡)通常运行输入和输出操作。操作系统需要控制计算机的所有I/O设备。 I/O设备划分 根据信息交换的单位可讲I/O设备可分为块设备(block device)和字符设备(character de...
操作系统中的IO控制方式详解
qq_40276626的博客
09-02 1万+
IO简介 IO就是Input和Output的简称，也就是输入输出。主要包括磁盘IO、网络IO、键盘输入，显示器输出、USB等操作。 输入是从IO设备输入到内存中，输出是从内存中输出到IO设备中。 IO控制器 CPU不会直接控制IO设备，而是通过IO控制器间接的控制IO设备。因为市面上有各种各样的IO设备，操作方式都不太一样，CPU无法直接控制IO设备。所以引入了IO控制器，也叫做设备控制器来间接控制IO设备。 IO控制器作为CPU和IO设备的中介，通过地址总线、控制总线与CPU相连。有以下作用： 1、数据缓
10 | I/O优化（中）：不同I/O方式的使用场景是什么？
ChinaDragon10的博客
11-09 712
今天是 2019 年的第一天，在开始今天的学习前，先要祝你新年快乐、工作顺利。 I/O 是一个非常大的话题，很难一次性将每个细节都讲清楚。对于服务器开发者来说，可以根据需要选择合适的文件系统和磁盘类型，也可以根据需要调整内核参数。但对于移动开发者来说，我们看起来好像做不了什么 I/O 方面的优化？ 事实上并不是这样的，启动优化中“数据重排”就是一个例子。如果我们非常清楚文件系统和磁盘的工作机制，就能少走一些弯路，减少应用程序 I/O 引发的问题。 在上一期中，我不止一次的提到 Page Cache 机制，.
第五章 输入输出(I/O)管理
weixin_38220799的博客
10-27 1778
文章目录5.1 I/O管理概述5.1.1 I/O设备5.1.2 I/O控制方式 5.1 I/O管理概述 5.1.1 I/O设备 1、人机交互类外部设备 2、存储设备 3、网络通信设备 一、按传输速率分类 1）低速设备 键盘、鼠标 2）中速设备 打印机 3）高速设备 磁带机、光盘机 二、按信息交换的单位分类 1）块设备 以块为单位 2）字符设备 以字符为基本单位 5.1.2 I/O控制方式 一、程序直接控制方式 程序直接对设备进行循环测试 二、中断驱动方式 由于程序直接控制方式CPU利
I/O设备的概念和分类、I/O控制器及其I/O控制方式
派拉斯兔子的博客
11-30 7525
一、IO设备的基本概念与分类 （一）什么是I/O设备？ “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。 Write操作：向外部设备写出数据 Read操作：从外部设备读入数据 （二）按使用特性分类 （三）按传输速率分类 （四）按信息交换的单位分类 二、IO控制器 （一）机械部件 I/
操作系统---IO控制方式
05-22 4446
IO控制方式一. IO控制方式①. 程序直接控制方式（串行方式）②. 程序中断方式③. DMA（直接存储方式）④. 通道控制方式⑤. 外围处理机方式 一. IO控制方式 ①. 程序直接控制方式（串行方式） 最关键的部分在于CPU读取IO状态，如果IO设备状态为未准备就绪，CPU就将反复读状态，直到IO准备就绪。 由于IO设备的速度远远低于CPU速度，采用这种方式会导致CPU效率很低。 ②. 程序中断方式 为了减少程序直接控制方式下 CPU 的等待时间以及提高系统的并行程度，系统引入了
设备管理学习之IO控制方式
P19777的博客
09-19 2679
一、学习IO控制方式之前首先学习IO系统结构组成。 1．大、中、小型计算机的硬件组织 　　小型到大型的计算机系统多由中央处理机（CPU）、输入输出处理机（又称通道）、存储器和输入输出设备组成，图1-1是一个典型中型计算机（IBM370）的硬件组织，这类计算机以存储器为中心，CPU和各种通道都与存储器相连，CPU执行的程序和数据都存放在存储器中并从存储器中取来执行。CPU需要与输入输出设备交换数...
四种 I/O控制方式
热门推荐
qq_34548229的博客
05-11 2万+
https://www.jianshu.com/p/eb5b9c539c3e I/O控制方式 设备管理的主要任务之一是控制设备和内存或处理机之间的数据传送，外围设备和内存之间的输入/输出控制方式有四种，下面分别介绍。 1 程序直接控制方式 在早期的计算机中，由于无中断机构，处理机对I/O设备的控制采用程序直接控制方式，或称为忙-等待方式。 如图(a)所示，计算机从外部设备读取数据到存储器，每次读一个字的数据。对读入的每个字，CPU需要对外设状态进行循环检查，直到确定该字已经在I/O控制器的..
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