OSLec22IO软件技术缓冲

《OSLec22IO软件技术缓冲》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、OSLec221操作系统第二十二讲张涛OSLec222概述I/O控制方式ReviewI/O系统硬件特点OSLec223I/O软件的组成缓冲技术其他技术本次内容OSLec2246.4I/O系统的软件组成软件组成层次OSLec225Windows2000/XP的设备驱动程序虚拟设备驱动程序（VDD）内核模式驱动程序文件系统驱动程序保留设备驱动程序PnP驱动程序显示驱动程序WDM驱动程序类驱动程序小驱动程序OSLec226设备独立的软件与设备驱动程序的统一接口设备命名设备保护提供与设备无关的块尺寸缓冲技术设备分配块

2、设备的存储分配，独占设备的分配与释放报告错误信息独立于设备的I/O软件功能OSLec2276.5缓冲技术缓冲的引入缓和CPU与I/O设备间速度不匹配的矛盾。减少对CPU的中断频率，放宽对CPU中断响应时间的限制。提高CPU和I/O设备之间的并行性。用缓冲技术来匹配CPU与设备速度的差异和负荷的不均匀，从而提高处理机与外设的并行程度。OSLec228常用的缓冲技术硬件缓冲器：在设备控制器中有硬件缓冲器，通常容量较小软件缓冲技术：由缓冲区和对缓冲区的管理两部分组成1、单缓冲2、双缓冲3、环形缓冲4、缓冲池OSLec

3、2291、单缓冲最简单的一种缓冲形式。当进程发出一I/O请求时，OS为之分配一缓冲区。对于输入：设备先将数据送入缓冲区，OS再将数据传给进程。对于输出：进程先将数据传入缓冲区，OS再将数据送出到设备。思考：单缓冲能加快进程的执行速度吗？OSLec2210单缓冲工作示意图OSLec22112、双缓冲技术为了加快输入输出速度，引入双缓冲技术。原理：设置两个缓冲区buf1和buf2。读入数据时，首先输入设备向buf1填入数据，然后进程从buf1提取数据，在进程从buf1提取数据的同时。输入设备向buf2中填数据。当b

4、uf1取空时，进程又从buf2中提取数据，与此同时输入设备向buf1填数。如此交替使用两个缓冲区，使CPU和设备的并行操作的程度进一步提高。OSLec2212双缓冲工作示意图OSLec2213双机通信时缓冲区的设置OSLec22143、环形缓冲技术在主存中分配一组大小相等的存储区作为缓冲区，并将这些缓冲区链接起来。系统必须考虑到这种方案的约束条件，即IN<>OUT(初始状态除外)。OSLec2215OSLec22164、缓冲池缓冲池由内存中一组大小相等的缓冲区组成缓冲池属于系统资源，由系统进行管理缓冲池中各缓冲

5、区可根据需要组成各种缓冲区队列。①空(闲)缓冲区；②装满输入数据的缓冲区；③装满输出数据的缓冲区。OSLec22176.6其它技术总线技术USB技术SCSI接口技术OSLec22186.6.1总线技术总线的分类CPU-内存总线I/O总线数据总线地址总线控制总线（非本课程范围）在计算机系统内各种子系统，如CPU、内存、I/O设备等之间，构建公用的信号或数据传输通道，这种可共享的传输通道称为总线OSLec2219微型计算机总线的种类和发展PC／XT总线ISA总线MCA总线EISA总线VESA总线PCI总线USB总线

6、…...(过时)1394总线SCSI总线OSLec2220ISA（工业标准结构）ISA基于PC／AT总线，是由IEEE（美国电气电子工程师协会）1987年正式确立的标准。ISA槽是一个黑色的62＋36线插槽。ISA工作频率定在8.33MHz，数据传输率为8.33MB／s。随着系统工作频率的迅速提高，其配用的扩展卡也逐渐被淘汰，现在最新的主板已开始取消ISA槽。OSLec2221PCI（外围部件互连）1993年Intel发表PCI2.0版，PCI开始走进主板。PCI有32位和64位两种，32位PCI槽124线，6

7、4位槽188线，目前常用的是32位插槽。PCI槽的时钟频率为33.3MHz，32位PCI的数据传输率为133MB／s，大大高于ISA。所以PCI问世后迅速成了扩展总线的主流，流行的扩展卡也都转移到PCI上，如显示卡、声卡、网卡、MODEM卡等等。OSLec2222AGP（加速图形端口）1996年Intel公司在PCI的基础上专为显示卡接口提出AGP标准。AGP使用32位数据总线，工作频率为66.6MHzAGP1x的数据传输率可达266MB/s，AGP2x在一个时钟周期的上升沿和下降沿各传输一次资料，其数据传输率

8、可达到533MB／s，而AGP4x的理论传输率为1.066GB／s。OSLec2223IEEE1394IEEE1394是1995年由IEEE将APPLE公司高速串行总线“FIREWIRE”标准化而成，目前还在发展中。IEEE1394适用于声音、图像和视频多媒体产品、高速打印机和扫描仪产品、硬盘等存储设备、数码摄影机、显示器和影音录放设备等。标准数据传输率分三种：100Mbps、200M