系统的组成72IO控制方式73缓冲管理讲解课件.ppt

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1、7.1I/O系统的组成7.2I/O控制方式7.3缓冲管理7.4设备分配7.5设备处理第七章设备管理7.1.1I/O系统的结构7.1.2I/O设备7.1.3设备控制器7.1.4I/O通道7.1I/O系统的组成图7-1总线型I/O系统结构7.1.1I/O系统的结构1、微型机I/O系统1）ISA和EISA总线1)ISA(IndustryStandardArchitecture)总线这是为了1984年推出的80286型微机而设计的总线结构。其总线的带宽为8位，最高传输速率为2Mb/s。之后不久又推出了16位的(

2、EISA)总线，其最高传输速率为8Mb/s，后又升至16Mb/s，能连接12台设备。2)EISA(ExtendedISA)总线到80年代末期，ISA总线已难于满足带宽和传输速率的要求，于是人们又开发出扩展ISA(EISA)总线，其带宽为32位，总线的传输速率高达32Mb/s，同样可以连接12台外部设备。I/O结构(续1)2）局部总线(LocalBus)VESA(VideoElectronicStandardAssociation)总线PCI(PeripheralComponentInterface)总线

3、、AGP*PCIExpress总线2、主机I/O系统I/O结构(续2)计算机I/O通道1I/O通道1控制器控制器控制器控制器设备7.1.2I/O设备1.I/O设备的类型1)按传输速率分类按传输速度的高低，可将I/O设备分为三类。第一类是低速设备，这是指其传输速率仅为每秒钟几个字节至数百个字节的一类设备。属于低速设备的典型设备有键盘、鼠标器、语音的输入和输出等设备。第二类是中速设备，这是指其传输速率在每秒钟数千个字节至数万个字节的一类设备。典型的中速设备有行式打印机、激光打印机等。第三类是高速设备，这是指

4、其传输速率在数百千个字节至数十兆字节的一类设备。典型的高速设备有磁带机、磁盘机、光盘机等。2)按信息交换的单位分类可将I/O设备分成两类。第一类是块设备(BlockDevice)，这类设备用于存储信息。由于信息的存取总是以数据块为单位，故而得名。它属于有结构设备。典型的块设备是磁盘，每个盘块的大小为512B~4KB。磁盘设备的基本特征是其传输速率较高，通常每秒钟为几兆位；另一特征是可寻址，即对它可随机地读/写任一块；此外，磁盘设备的I/O常采用DMA方式。第二类是字符设备(CharacterDevice

5、)，用于数据的输入和输出。其基本单位是字符，故称为字符设备。I/O设备(续1)3)按设备的共享属性分类这种分类方式可将I/O设备分为如下三类：独占设备。(2)共享设备。(3)虚拟设备。I/O设备(续2)2.设备与控制器之间的接口图7-2设备与控制器间的接口I/O设备(续3)1.设备控制器的基本功能接收和识别命令2)数据交换3)标识和报告设备的状态4)地址识别5)数据缓冲6)差错控制7.1.3设备控制器2.设备控制器的组成图7-3设备控制器的组成设备控制器(续1)1.I/O通道(I/OChannel)设备

6、的引入实际上，I/O通道是一种特殊的处理机。它具有执行I/O指令的能力，并通过执行通道(I/O)程序来控制I/O操作。但I/O通道又与一般的处理机不同，主要表现在以下两个方面：一是其指令类型单一，这是由于通道硬件比较简单，其所能执行的命令，主要局限于与I/O操作有关的指令；再就是通道没有自己的内存，通道所执行的通道程序是放在主机的内存中的，换言之，是通道与CPU共享内存。7.1.4I/O通道2.通道类型1)字节多路通道(ByteMultiplexorChannel)图7-4字节多路通道的工作原理I/O通

7、道(续1)2)数组选择通道(BlockSelectorChannel)字节多路通道不适于连接高速设备，这推动了按数组方式进行数据传送的数组选择通道的形成。这种通道虽然可以连接多台高速设备，但由于它只含有一个分配型子通道，在一段时间内只能执行一道通道程序，控制一台设备进行数据传送，致使当某台设备占用了该通道后，便一直由它独占，即使是它无数据传送，通道被闲置，也不允许其它设备使用该通道，直至该设备传送完毕释放该通道。可见，这种通道的利用率很低。I/O通道(续2)3)数组多路通道(BlockMultiplex

8、orChannel)数组选择通道虽有很高的传输速率，但它却每次只允许一个设备传输数据。数组多路通道是将数组选择通道传输速率高和字节多路通道能使各子通道(设备)分时并行操作的优点相结合而形成的一种新通道。它含有多个非分配型子通道，因而这种通道既具有很高的数据传输速率，又能获得令人满意的通道利用率。也正因此，才使该通道能被广泛地用于连接多台高、中速的外围设备，其数据传送是按数组方式进行的。I/O通道(续3)3.“瓶颈”问题图7-5单通路I/O系