向io设备发出中断请求_人们常说的计算机设备管理是什么,深入解读计算机设备管理...
CPU在計算機中的任務繁多,雖然設備控制器大大的減少了CPU對I/O的干預設備,但是外設太多時,仍然會使CPU的負擔很重。所以增設I/O通道設備的目的,就是為了建立獨立的I/O操作,使數據的傳送、I/O操作的組織和管理及其結束都能獨立于CPU。
I/O通道是使一些原來由CPU處理的I/O任務轉由通道來承擔,CPU只需要向通道發生一條I/O指令。實際上,I/O通道是一種特殊的處理機,它具有執行I/O指令的能力,并通過執行通道程序來控制I/O操作。不過其所能執行的命令主要局限于I/O操作有關的指令,并且沒有自己的內存。
通道通常分為三種類型:字節多路通道,按字節交叉方式工作的通道,通常含有許多非分配型子通道,數量從幾十個到數百個,每個子通道連接一個設備。數組選擇通道,這種通道實在字節多路通道無法連接高速設備的情況下形成的,但是由于只有一個分配型子通道,所以利用率很低。數組多路通道,是將上述兩種通道的優點結合形成的,既有很高的傳輸速率,又有令人滿意的通道利用率。
這里要介紹的是在操作系統中,進程之間的切換方法。中斷,既是進程之間切換的方式,又是設備管理的基礎。它是指CPU對I/O設備發來的中斷信號的一種響應。CPU暫停當前執行的程序,保留CPU環境,自動轉去執行該I/O中斷處理程序,執行完成后返回斷點。由于中斷是外部設備引起的,被稱為外中斷。
還有一種中斷是由內部事件引起的,如進程出錯、非法指令、地址越界以及電源故障。這類中斷被稱為內中斷或陷入。發現陷入事件后,CPU也會暫停執行程序,保留運行環境,執行陷入事件的陷入程序。陷入與中斷的區別主要是信號的來源。
每種設備都具有相應的中斷處理程序,然后將程序的入口地址放在中斷向量表中,I/O設備發出中斷請求,由中斷控制器判斷該請求,根據該設備的中斷號去查找中斷向量表,取得入口地址后,轉入中斷程序執行。實際情況中,經常會有多個設備的中斷信號源,不過每個中斷對服務要求的緊急程度不同。例如,鍵盤的中斷請求優先級低于打印機,打印機低于磁盤。所以系統就為它們規定了不同的優先級。
那么對多中斷源的處理方式有兩種,屏蔽中斷方式,它會在處理機處理一個中斷時屏蔽掉所以的中斷,對任何新的中斷都不予理睬,而讓它們等待。優點是簡單易行,但是不能用于實時性較高的中斷請求。嵌套中斷,當多個中斷請求時,CPU會響應優先級最高的中斷請求,高優先級的中斷可搶占正在運行的優先級的中斷。
總結
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