《操作系统第八章》PPT课件

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1、第八章设备管理本章主要内容:设备管理的功能和任务、数据传送控制方式、中断技术、缓冲技术、设备分配、I／O控制系统、设备驱动程序等内容8.1.1　设备分类按使用特性分类：存储设备输入输出设备终端设备4.脱机设备P224图按从属关系分类：系统设备用户设备按信息组织方式分类：块设备字符设备8.1.2　设备管理的功能和任务主要任务：见P224主要功能：8.2　数据传送控制方式什么是数据传送控制方式：数据传送控制方式是指如何控制设备与内存之间的数据传输过程的方式。控制三原则P225程序（CPU）直接控制方式中断驱动方式DMA控制方式通道控制方式数据传输控制方式的发展过程8.3　中断技术中断：是指计

2、算机在执行期间系统内发生任何非寻常的或非预期的急需处理事件，使得CPU暂时中断当前正在执行的程序而转去执行相应的事件处理程序，待处理完毕后又返回原来被中断处继续执行或调度新的进程执行的过程中断源、响应中断、处理中断禁止中断：PSW中的中断允许位清除。用来禁止和开放中断（为保证原子性）。P233屏蔽中断：PSW中的中断屏蔽字段。每位对应一类中断的中断屏蔽触发器。用软件方法可以设置。用于屏蔽某些中断。P233中断的基本概念：p233PSW即程序状态字ProgramStatusWord用来存放两类信息：一类是体现当前指令执行结果的各种状态信息，如有无进位（CF位），有无溢出（OF位），结果正负（S

3、F位），结果是否为零（ZF位），奇偶标志位（PF位）等；另一类是存放控制信息，如允许中断(IF位)，跟踪标志（TF位）等。有些机器中将PSW称为标志寄存器FR（FlagRegister）。中断的基本概念（续）中断向量：PSW＋处理程序的入口地址。每类中断有对应的PSW及处理程序的入口地址。关中断：即禁止中断，系统不响应中断。中断嵌套：在处理中断的同时又响应别的中断。屏蔽中断的运用P233：在中断请求产生后，可以用屏蔽中断的方法。屏蔽同级或同级以下的中断。可用提高处理机优先级的方法禁止中断和屏蔽某些中断。中断的分类与优先级外中断：是指来自处理机和内存外部的中断。包括I/O中断、外部信号中断、各

4、种定时器引起的时钟中断以及调试程序中设置的中断点等引起的调试中断等。狭义上一般称为中断。内中断：主要指在处理机和内存内部产生中断。内中断一般称为陷阱。它包括程序运算引起的各种错误、系统调用等。中断优先级：按中断源的轻重缓急响应中断，操作系统对不同的中断赋予不同的优先级。中断优先级决定系统响应中断的优先次序。处理机优先级：现行程序的优先级，可用来禁止中断和屏蔽中断。中断与陷阱的区别陷阱通常由处理机正在执行的现行指令引起，而中断则是由与现行指令无关的中断源引起的。陷阱处理程序提供的服务为当前进程所用，而中断处理程序提供的服务则不是为了当前进程的。CPU在执行完一条指令之后，下一条指令开始之前响应

5、中断，而在一条指令执行中也可以响应陷阱。软中断软中断和硬中断：软中断是通信进程之间用来模拟硬件中断的一种信号通信方式。硬中断通过硬件产生相应的终端请求。实现软中断通信的系统调用(如unix)：kill(pid,sig)发送软中断信号signal(sig,func)进程设置软中断信号到达时的处理方式中断处理过程：判断中断响应条件关中断保存被中断现场分析中断原因转中断处理程序执行中断处理子程序恢复现场开中断返回中断点中断处理过程（续）I/O中断的处理的控制过程、形式化描述：I/OInterruptprocessingcontrol:beginunusableI/OInterruptflagsav

6、estatusofinterruptprogramifInputDeviceiReadythenCallInputDeviceiControlfiifOutputDeviceiReadythenCallOutputDeviceiControlfiifDataDeliverDonethenCallDataDeliverDoneControlfirestoreCPUstatusresetI/OInterruptflagendInputDeviceiControl:……OutputDeviceiControl:……DataDeliverDoneControl:……直接存储访问方式(DMA,Dire

7、ctMemoryAccess)工作方式：由程序设置DMA控制器中的若干寄存器值（如内存始址，传送字节数），然后发起I/O操作；在DMA控制之下完成内存与外设的成批数据交换，在操作完成时由DMA控制器向CPU发出中断。特点：DMA与CPU分是共享总线，DMA通过挪用总线周期的方式把数据缓冲寄存器中的数据直接送到内存地址寄存器所指向的内存区域。接下页DMA方式下的I/O传送结构见P229图9.5接下页DMA方式下