文章目錄

• 一. 設(shè)備分類與控制方式
• • • 1）設(shè)備分類
    • 2）控制方式
    • • • 1. 程序直接控制方式
        • 2. 中斷驅(qū)動方式
        • 3. DMA 方式
        • 4. 通道控制方式
        • 總結(jié)
• 二. 軟件層次結(jié)構(gòu)與假脫機(jī)
• • • 1）軟件層次結(jié)構(gòu)
    • 2）脫機(jī) - 假脫機(jī)
• 三. 緩沖（重點(diǎn)）
• • • 1）緩沖簡介
    • 2）單緩沖、雙緩沖
    • 3）循環(huán)緩沖、緩沖池

很感動，終于結(jié)束了拖延了這么久的操作系統(tǒng)網(wǎng)課= =

一. 設(shè)備分類與控制方式

1）設(shè)備分類

• 舉例：鼠標(biāo)、鍵盤、顯示器、移動硬盤等
  

2）控制方式

1. 程序直接控制方式

• 輪詢，CPU 干預(yù)頻率頻繁。
• 實(shí)現(xiàn)簡單，但是 CPU 利用率低
  

2. 中斷驅(qū)動方式

• 每次 I/O 操作開始之前、完成之后需要 CPU 介入
• CPU 利用率得到提升，但頻繁的中斷處理會消耗較多的 CPU 資源
  

3. DMA 方式

• 不再需要經(jīng)過 CPU
• 傳輸以塊為單位，CPU 和 I/O 的并行性得到提升。
• 缺點(diǎn)：需要連續(xù)，不能處理離散（需要多次中斷）
  

4. 通道控制方式

• 引入通道：一種硬件，可以識別并執(zhí)行一系列通道指令
• 實(shí)現(xiàn)復(fù)雜，需要專門的通道硬件
• 但是資源利用率很高
  

總結(jié)

• CPU 干預(yù)頻率逐步下降
• 每次 I/O 的數(shù)據(jù)傳輸單位逐步變大
  

二. 軟件層次結(jié)構(gòu)與假脫機(jī)

1）軟件層次結(jié)構(gòu)

• 用戶層軟件：提供庫函數(shù)
• 設(shè)備獨(dú)立性軟件、設(shè)備驅(qū)動程序、中斷處理程序 =》 I/O 核心層
• I/O 請求自頂向下，得到的 I/O 應(yīng)答自底向上
• 設(shè)備獨(dú)立性軟件：向上提供系統(tǒng)調(diào)用接口
  

2）脫機(jī) - 假脫機(jī)

• 脫機(jī)：緩解設(shè)備與 CPU 的速度矛盾（預(yù)輸入、緩輸出）
• 假脫機(jī)：用軟件模擬脫機(jī)（SPOLLing 技術(shù)）。
• 共享打印機(jī)：通過假脫機(jī)技術(shù)，把獨(dú)占的打印機(jī)虛擬成共享的打印機(jī)（用戶感覺）
  

三. 緩沖（重點(diǎn)）

1）緩沖簡介

• 可以用專門的硬件寄存器，但一般用內(nèi)存作為緩沖區(qū)。
  
• 作用：
• 緩和 CPU - I/O 之間速度不匹配的問題
• 減少 CPU 的中斷頻率
• 提高 CPU - I/O設(shè)備 的并行性，解決數(shù)據(jù)粒度不匹配的問題。
  

2）單緩沖、雙緩沖

• 單緩沖：一個緩沖區(qū)，非空時不能入，非滿時不能出
  
• 雙緩沖：兩個緩沖區(qū)
  
• 雙緩沖才能實(shí)現(xiàn)雙向傳輸（如管道通信）
  

3）循環(huán)緩沖、緩沖池

• 循環(huán)緩沖區(qū)：構(gòu)成一個下圖的循環(huán)隊列
  
• 緩沖池：只能說池化設(shè)計就是 yyds。隊列 + 共用的緩沖區(qū)
• 四種緩沖區(qū)：收容輸入、提取輸入；收容輸出、提取輸出
  

創(chuàng)作挑戰(zhàn)賽新人創(chuàng)作獎勵來咯，堅持創(chuàng)作打卡瓜分現(xiàn)金大獎

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的【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）的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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