1.外存儲器：

計算機的外存儲器又稱為輔助存儲器，目前主要使用磁表面存儲器。

原理：當磁頭和磁介質(zhì)有相對運動， 通過電磁轉(zhuǎn)換完成讀寫操作。串行工作模式，每度一位，磁頭都要移動。

磁盤存儲器：

• 存儲區(qū)域：一塊硬盤有若干個記錄面，記錄面下分磁道，磁道下分扇區(qū)，扇區(qū)是磁盤讀寫的最小單位，也稱塊，磁盤按塊存取。

磁頭（heads）磁面數(shù)

柱面（cylinders）磁道

扇區(qū)（sectors）：一般512字節(jié)

• 硬盤存儲器
• 磁盤的容量
• 數(shù)據(jù)傳輸率：單位時間傳輸數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)
• 道密度：沿半徑方向單位長度的磁道數(shù)
• 位密度：磁道單位長度記錄的二進制位數(shù)。每個磁道信息量是相等的，并不是半徑越大信息越多，所以每個磁道的位密度是不同的。
• 面密度=道密度?位密度

平均存取時間：尋道時間（移動到磁道）+旋轉(zhuǎn)延遲時間（定位到所在扇區(qū)）+傳輸時間

磁盤存儲器的地址

驅(qū)動器號柱面（磁道）號盤面區(qū)扇區(qū)號

磁盤的工作過程

尋址，讀盤，寫盤

磁盤屬于機械部件，讀寫操作是串行的，不能在同一時刻又讀又寫。

磁盤陣列

RAID（廉價冗余磁盤陣列）是將多個獨立的的物理磁盤組成一個獨立的邏輯盤，數(shù)據(jù)在多個物理盤上分割交叉儲存，并行訪問，具有更好的存儲性能，安全性，可靠性。

RAID又可以分RAID1~RAID5幾種方案。

光盤

固態(tài)硬盤

http://2.IO接口

主機與外設(shè)之間的交接界面，實現(xiàn)主機與外設(shè)之間的信息交換。

接口的功能：設(shè)備選址（設(shè)備選擇電路），傳送命令（命令寄存器），傳送數(shù)據(jù)（DBR），反饋IO設(shè)備工作狀態(tài)（設(shè)備狀態(tài)標記）

設(shè)備狀態(tài)常用標記，觸發(fā)器是位操作。

• 完成觸發(fā)器D
• 工作觸發(fā)器B
• 中斷請求觸發(fā)器INTR
• 屏蔽觸發(fā)器MASK

端口：IO端口是指接口電路中可以直接被CPU直接訪問的寄存器。

如何訪問端口？

統(tǒng)一編址，把端口當作存儲器單元進行地址分配，用統(tǒng)一的訪存指令就可以訪問IO端口，稱為存儲器映射方式。+：不需要專門指令。-：占用存儲器空間

獨立編址，需要有專門的訪問IO設(shè)備的指令，又叫做IO映射方式。

按主機訪問IO的控制方式可分為：程序查詢接口，中斷接口，DMA接口

http://3.IO方式

3.1程序查詢方式

CPU與IO串行工作，CPU有等待現(xiàn)象。

+：接口設(shè)計簡單，設(shè)備量少

-：效率低

3.2程序中斷方式

工作流程：

1.中斷請求

中斷源向CPU發(fā)送中斷請求信號

內(nèi)中斷：CPU和主存相關(guān)的中斷，有意設(shè)置的叫trap，有錯誤引起的叫fault，不可恢復(fù)的致命錯誤叫abort。

外中斷：CPU外部與當前指令無關(guān)，是狹義的“中斷”，如IO信號發(fā)出的中斷，如用戶強行終止一個程序。

外中斷又可以分為非屏蔽中斷（關(guān)中斷（中斷標志位IF=0）時也會響應(yīng)）和屏蔽中斷（關(guān)中斷時不會被響應(yīng)）。中斷標志位Interrupt flag, 存在PSW中。

如何判斷是什么中斷？

中斷系統(tǒng)對每個中斷源設(shè)置中斷請求觸發(fā)器INTR，當狀態(tài)為1時，表示中斷源有請求，這些觸發(fā)器可以組成中斷請求標志寄存器，集中在cpu中，也可以分散在各個中斷源中。

對于外中斷，需CPU要統(tǒng)一時刻即每條指令執(zhí)行階段結(jié)束前發(fā)出中斷查詢信號。

2.中斷響應(yīng)，響應(yīng)中斷的條件。

中斷判優(yōu)：

硬件實現(xiàn)，可通過硬件排隊器實現(xiàn)。軟件實現(xiàn)，可以通過查詢程序?qū)崿F(xiàn)。

優(yōu)先級：硬件故障最高，其次是軟件中斷。非屏蔽中斷優(yōu)于屏蔽中斷，DMA優(yōu)先級高于IO設(shè)備傳送請求，高速設(shè)備優(yōu)于低速設(shè)備，輸入設(shè)備優(yōu)于輸出設(shè)備，實時設(shè)備優(yōu)于普通設(shè)備。

3.中斷處理

多重中斷和單重中斷是不同的。多重中斷中斷服務(wù)程序中保護現(xiàn)場后（保存寄存器狀態(tài)等）要開中斷，允許被再次中斷。恢復(fù)現(xiàn)場和屏蔽字前關(guān)中斷，因為恢復(fù)現(xiàn)場不允許被打斷。

中斷屏蔽技術(shù)主要用于多重中斷，CPU要具備多重中斷的功能，需滿足以下條件：

1 在中斷服務(wù)程序中提前設(shè)置開中斷指令

2 優(yōu)先級高的中斷源有權(quán)中斷優(yōu)先級低的中斷源

每個中斷源都有一個屏蔽觸發(fā)器，所有屏蔽觸發(fā)器組合在一起，便構(gòu)成一個屏蔽字觸發(fā)器，屏蔽字觸發(fā)器的內(nèi)容稱為屏蔽字。

3.3DMA方式

由硬件控制大量的數(shù)據(jù)傳送->DMA控制器

當IO需要進行數(shù)據(jù)傳送時，DMA向CPU提出DMA傳送請求，Cpu響應(yīng)之后將讓出系統(tǒng)總線，由DMA控制器接管總線進行數(shù)據(jù)傳送。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的jbod ugood 磁盘驱动状态_组成原理—磁盘/IO/中断的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網(wǎng)站內(nèi)容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。