1.什么是计算机系统的设备管理? 2.设备管理可以按照何种方式分类,每种分类方式又包括哪些? 3.设备管理的目标和功能是什么? 4.外部设备的输入/输出控制方式有哪些?

admin2009-02-24  36

问题 1.什么是计算机系统的设备管理?
2.设备管理可以按照何种方式分类,每种分类方式又包括哪些?
3.设备管理的目标和功能是什么?
4.外部设备的输入/输出控制方式有哪些?

选项

答案1.设备管理是指计算机系统中除了CPU和内存以外的所有输入/输出设备的管理。除了进行实际I/O操作的设备外,也包括了诸如设备控制器、DMA控制器、中断控制器、通道等支持设备。设备管理是操作系统重要而又基本的组成部分,特别是在一个多用户,配备种类繁多的输入/输出设备的计算机系统中,更需要对这些设备进行统一的管理。 2.设备的分类 现代计算机系统配有各种类型的外部设备,除了显示器、键盘、打印机、磁带、磁盘等外,又出现了光盘、扫描仪、图形数字化仪、鼠标、激光打印机、声音输入输出设备等,种类繁多,可以从不同的角度为它们进行分类。 (1) 按设备的工作特性分类:有存储设备和输入输出; (2) 按设备上数据组织方式分类:有块设备和字符设备两种; (3) 按资源分配的角度分类:有独占设备、共享设备和虚拟设备。 3.设备管理的目标和功能 (1) 操作系统设备管理的目标: 向用户提供使用外部设备的方便、统一的接口,按照用户的要求和设备的类型,控制设备工作,完成用户的输入输出请求。 充分利用中断技术、通道技术和缓冲技术,提高CPU与设备、设备与设备之间的并行工 作能力,以充分利用设备资源提高外部设备的使用效率。 设备管理就是要保证在多道程序环境下,当多个进程竞争使用设备时,按照一定的策略分配和管理设备,以使系统能有效不紊地工作。 (2)设备管理的功能: 为实现上述目标,设备管理应具有如下功能: 设备分配和回收; 管理输入/输出缓冲区; 设备驱动,涉及物理I/O操作; 外部设备中断处理: 虚拟设备及其实现。 4.输入输出控制方式: 外部设备虽然种类繁多,但它们都是在主机的控制下进行工作的。CPU对外部设备控制方式主要有以下四种: (1) 循环测试I/O方式:利用I/O测试设备的忙闲。若设备不忙,则执行输入或输出指令:若设备忙,则I/O测试指令不断对该设备进行测试,直到设备空闲为止。这种方式使CPU花费很多时间在I/O是否完成的循环测试中,造成极大浪费。 (2) 中断处理方式:引入中断之后,每当设备完成I/O操作,便以中断请求方式通知CPU,然后进行相应处理。但由于CPU直接控制输入输出操作,每传送一个单位的信息,都要发生一次中断,因而仍然消耗大量CPU时间。 (3) 直接内存存取(DMA)方式:DMA方式用于高速外部设备与内存之间批量数据的传输。它使用一个专门的DMA控制器,采用偷窃总线控制权的方法,由DMA控制器发送出内存地址和发出内存读、内存写或者设备读,设备写的控制信号来完成内存与设备之间的直接数据传送,而不用CPU干预。当本次DMA传送的数据全部完成时,才产生中断,请求 CPU进行结束处理。 (4) 通道方式:通道是n个用来控制外部设备工作的硬件机构,相当于一个功能简单的处理机。通道是独立于CPU的,专门负责数据输入输出传输工作,它对外部设备实现统一管理,代替CPU对I/O操作进行控制,从而使CPU操作可以与CPU并行工作。通道是实现计算和传输并行的基础,以提高整个系统的效率。

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