操作系統(tǒng)課件(4.2 設(shè)備控制方式)

操作系統(tǒng)OperatingSystems徐小龍////xuxl@南京郵電大學(xué)NanjingUniversityofPostsandTelecommunicationsOS設(shè)備控制方式WindowsLinuxMacOSOpenStackAndroidLinux設(shè)備控制方式本講內(nèi)容1.設(shè)備的典型控制方式2.基于詢問的設(shè)備控制3.基于中斷的設(shè)備控制4.基于DMA的設(shè)備控制5.基于通道的設(shè)備控制設(shè)備的典型控制方式詢問方式中斷方式通道方式DMA方式差別中央處理器和外圍設(shè)備并行工作方式不同，并行工作程度不同目標(biāo)減少主機(jī)對外設(shè)的干預(yù)，把主機(jī)從繁雜的I/O控制中解脫出來設(shè)備控制方式本講內(nèi)容1.設(shè)備的典型控制方式2.基于詢問的設(shè)備控制3.基于中斷的設(shè)備控制4.基于DMA的設(shè)備控制5.基于通道的設(shè)備控制基本原理1基于詢問的設(shè)備控制程序直接控制指令測試一臺設(shè)備的忙閑標(biāo)志位，決定內(nèi)存和外圍設(shè)備是否交換一個(gè)字節(jié)/字符/字。設(shè)置計(jì)數(shù)值設(shè)置內(nèi)存緩沖首址啟動外設(shè)傳送一個(gè)字

修改內(nèi)存地址修改計(jì)數(shù)值

完是是結(jié)束I/O否否就緒技術(shù)特點(diǎn)2基于詢問的設(shè)備控制

CPU負(fù)責(zé)啟動I/O設(shè)備

CPU負(fù)責(zé)不斷查詢設(shè)備的準(zhǔn)備情況

CPU負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)傳送工作

CPU和設(shè)備串行工作，系統(tǒng)效率低設(shè)備控制方式本講內(nèi)容1.設(shè)備的典型控制方式2.基于詢問的設(shè)備控制3.基于中斷的設(shè)備控制4.基于DMA的設(shè)備控制5.基于通道的設(shè)備控制基于中斷的設(shè)備控制設(shè)備利用中斷反映其狀態(tài)，僅當(dāng)正?；虍惓＝Y(jié)束時(shí)才中斷CPU，實(shí)現(xiàn)并行操作CPU啟動外設(shè)后，繼續(xù)執(zhí)行現(xiàn)行程序，對設(shè)備是否就緒不加詢問，此時(shí)主機(jī)和外設(shè)并行操作外設(shè)準(zhǔn)備完畢，向CPU發(fā)出中斷請求，CPU負(fù)責(zé)完成單位數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備控制方式本講內(nèi)容1.設(shè)備的典型控制方式2.基于詢問的設(shè)備控制3.基于中斷的設(shè)備控制4.基于DMA的設(shè)備控制5.基于通道的設(shè)備控制基于DMA的設(shè)備控制DMA：DirectMemoryAccess，直接存儲器訪問DMA能夠通過系統(tǒng)總線代替CPU管理數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)在內(nèi)存與I/O設(shè)備間的直接成塊傳送，CPU在開始時(shí)、結(jié)束時(shí)進(jìn)行相應(yīng)處理基于DMA的設(shè)備控制I/O中斷處理程序處理DMAI/O結(jié)束中斷現(xiàn)行程序啟動I/O（讀操作）繼續(xù)執(zhí)行第K條指令第K＋1條指令啟動命令返回原程序響應(yīng)中斷返回?cái)帱c(diǎn)DMA工作傳輸準(zhǔn)備DMA向內(nèi)存發(fā)出詢問挪用內(nèi)存周期讀/寫操作修改內(nèi)存地址和計(jì)數(shù)<塊結(jié)束>發(fā)I/O結(jié)束未設(shè)備控制方式本講內(nèi)容1.設(shè)備的典型控制方式2.基于詢問的設(shè)備控制3.基于中斷的設(shè)備控制4.基于DMA的設(shè)備控制5.基于通道的設(shè)備控制基于通道的設(shè)備控制通道原理1通道，輸入輸出處理器，是獨(dú)立于CPU的專門實(shí)現(xiàn)輸入輸出工作的處理機(jī)通道直接控制設(shè)備和內(nèi)存之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，把CPU從瑣碎的輸入輸出操作中解放出來基于通道的設(shè)備控制通道特點(diǎn)2指令單一。通道硬件比較簡單，其所能執(zhí)行的指令主要是與輸入輸出操作有關(guān)的指令沒有內(nèi)存。通道所執(zhí)行的通道程序是放在計(jì)