设备管理的概述-1 (2)设备的分类 I/0设备的种类繁多,从0S观点来看,其重要的性能 指标有:数据传输速率、数据的传输单位、设备的共 享属性等。 1.按传输速率分类 低速设备:指传输速率为每秒钟几个字节到数百个字 节的设备。典型的设备有键盘、鼠标、语音的输入等 中速设备:指传输速率在每秒钟数千个字节至数十千 个字节的设备。典型的设备有行式打印机、激光打印 机等; 高速设备:指传输速率在数百千个字节至数兆字节的 设备。典型的设备有磁带机、磁盘机、光盘机等
设备管理的概述-1 （2）设备的分类 I/O设备的种类繁多，从OS观点来看，其重要的性能 指标有：数据传输速率、数据的传输单位、设备的共 享属性等。 1．按传输速率分类 • 低速设备：指传输速率为每秒钟几个字节到数百个字 节的设备。典型的设备有键盘、鼠标、语音的输入等； • 中速设备：指传输速率在每秒钟数千个字节至数十千 个字节的设备。典型的设备有行式打印机、激光打印 机等； • 高速设备：指传输速率在数百千个字节至数兆字节的 设备。典型的设备有磁带机、磁盘机、光盘机等
设备的分类-1 2.按信息交换的单位分类 ·块设备( Block device):指以数据块为单位来组织和 传送数据信息的设备。这类设备用于存储信息,有磁盘 和磁带等。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 ①传输速率较高,通常每秒钟为几兆位;②它是可寻址 的,即可随机地读/写任意一块;③磁盘设备的I/0采用 DMA方式。 ·字符设备( Character device):指以单个字符为单位 来传送数据信息的设备。这类设备一般用于数据的输入 和输出,有交互式终端、打印机等。它属于无结构设备 字符设备的基本特征是:①传输速率较低;②不可寻址, 即不能指定输入时的源地址或输出时的目标地址;③字 符设备的I/0常采用中断驱动方式
设备的分类-1 2．按信息交换的单位分类 • 块设备（Block Device）：指以数据块为单位来组织和 传送数据信息的设备。这类设备用于存储信息，有磁盘 和磁带等。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： ①传输速率较高，通常每秒钟为几兆位；②它是可寻址 的，即可随机地读/写任意一块；③磁盘设备的I/O采用 DMA方式。 • 字符设备（Character Device）：指以单个字符为单位 来传送数据信息的设备。这类设备一般用于数据的输入 和输出，有交互式终端、打印机等。它属于无结构设备。 字符设备的基本特征是：①传输速率较低；②不可寻址， 即不能指定输入时的源地址或输出时的目标地址；③字 符设备的I／O常采用中断驱动方式
设备的分类-2 3.按资源分配的角度分类 ·独占设备:指在一段时间内只允许一个用户(进程)访 问的设备,大多数低速的I/0设备,如用户终端、打印 机等属于这类设备。因为独占设备属于临界资源,所以 多个并发进程必须互斥地进行访问。 共享设备:指在一段时间内允许多个进程同时访问的设 备。显然,共享设备必须是可寻址的和可随机访问的设 备。典型的共享设备是磁盘。共享设备不仅可以获得良 好的设备利用率,而且是实现文件系统和数据库系统的 物质基础。 虚拟设备:指通过虚拟技术将一台独占设备变换为若干 台供多个用户(进程)共享的逻辑设备。一般可以利用 假脱机技术(SP0 LIng技术)实现虚拟设备
设备的分类-2 3．按资源分配的角度分类 • 独占设备：指在一段时间内只允许一个用户（进程）访 问的设备，大多数低速的I/O设备，如用户终端、打印 机等属于这类设备。因为独占设备属于临界资源，所以 多个并发进程必须互斥地进行访问。 • 共享设备：指在一段时间内允许多个进程同时访问的设 备。显然，共享设备必须是可寻址的和可随机访问的设 备。典型的共享设备是磁盘。共享设备不仅可以获得良 好的设备利用率，而且是实现文件系统和数据库系统的 物质基础。 • 虚拟设备：指通过虚拟技术将一台独占设备变换为若干 台供多个用户（进程）共享的逻辑设备。一般可以利用 假脱机技术（SPOOLing技术）实现虚拟设备
(3)设备控制器 数据寄存器 设备 数据线 控制/ CPU 状态 寄存器 地址线 数据 控制线 I/0逻辑 控制器 与设备 状态 接口i 控制 中断 控制器 8259 设备控制器
(3)设备控制器 CPU 设备 数据 状态 控制 数据寄存器 控制/ 状态 寄存器 I/O逻辑 中断 控制器 8259 设备控制器 控制器 与设备 接口i 数据线 地址线 控制线
(4)设备管理的目标和功能 1.设备管理的目标 ·提高设备的利用率。为此,应尽量提高CPU与I/0设 备之间的并行操作程度,主要利用的技术有:中断 技术、DMA技术、通道技术、缓冲技术。 为用户提供方便、统一的界面。所谓方便,是指用 户能独立于具体设备的复杂物理特性之外而方便地 使用设备。所谓统一,是指对不同的设备尽量使用 统一的操作方式,例如各种字符设备用一种I/0操作 方式。这就要求用户操作的是简便的逻辑设备,而 具体的Ⅰ/0物理设备由操作系统去实现,这种性能常 常被称为设备的独立性
(4)设备管理的目标和功能 1．设备管理的目标 • 提高设备的利用率。为此，应尽量提高CPU与I/O设 备之间的并行操作程度，主要利用的技术有：中断 技术、DMA技术、通道技术、缓冲技术。 • 为用户提供方便、统一的界面。所谓方便，是指用 户能独立于具体设备的复杂物理特性之外而方便地 使用设备。所谓统一，是指对不同的设备尽量使用 统一的操作方式，例如各种字符设备用一种I/O操作 方式。这就要求用户操作的是简便的逻辑设备，而 具体的I/O物理设备由操作系统去实现，这种性能常 常被称为设备的独立性