文章目錄

• 一. 設備分類與控制方式
• • • 1）設備分類
    • 2）控制方式
    • • • 1. 程序直接控制方式
        • 2. 中斷驅動方式
        • 3. DMA 方式
        • 4. 通道控制方式
        • 總結
• 二. 軟件層次結構與假脫機
• • • 1）軟件層次結構
    • 2）脫機 - 假脫機
• 三. 緩沖（重點）
• • • 1）緩沖簡介
    • 2）單緩沖、雙緩沖
    • 3）循環緩沖、緩沖池

很感動，終于結束了拖延了這么久的操作系統網課= =

一. 設備分類與控制方式

1）設備分類

• 舉例：鼠標、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 干預頻率頻繁。
• 實現簡單，但是 CPU 利用率低
  

2. 中斷驅動方式

• 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

• 不再需要經過 CPU
• 傳輸以塊為單位，CPU 和 I/O 的并行性得到提升。
• 缺點：需要連續，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，可以識別并執行一系列通道指令
• 實現復雜，需要專門的通道硬件
• 但是資源利用率很高
  

總結

• CPU 干預頻率逐步下降
• 每次 I/O 的數據傳輸單位逐步變大
  

二. 軟件層次結構與假脫機

1）軟件層次結構

• 用戶層軟件：提供庫函數
• 設備獨立性軟件、設備驅動程序、中斷處理程序 =》 I/O 核心層
• I/O 請求自頂向下，得到的 I/O 應答自底向上
• 設備獨立性軟件：向上提供系統調用接口
  

2）脫機 - 假脫機

• 脫機：緩解設備與 CPU 的速度矛盾（預輸入、緩輸出）
• 假脫機：用軟件模擬脫機（SPOLLing 技術）。
• 共享打印機：通過假脫機技術，把獨占的打印機虛擬成共享的打印機（用戶感覺）
  

三. 緩沖（重點）

1）緩沖簡介

• 可以用專門的硬件寄存器，但一般用內存作為緩沖區。
  
• 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設備 的并行性，解決數據粒度不匹配的問題。
  

2）單緩沖、雙緩沖

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

3）循環緩沖、緩沖池

• 循環緩沖區：構成一個下圖的循環隊列
  
• 緩沖池：只能說池化設計就是 yyds。隊列 + 共用的緩沖區
• 四種緩沖區：收容輸入、提取輸入；收容輸出、提取輸出
  

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總結

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）的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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