操作系统基础知识--设备管理

设备是指计算机系统中除 CPU、内存和系统控制台以外的所有设备。

设备的分类
1.按传输速率分
  低速设备:每秒几个到数百字节。如键盘
  中速设备:每秒数千到数万字节。如打印机
  高速设备:每秒数百 K 到数兆。如磁盘、光盘
2.按信息交换的单位分类
字符设备:I/O 传输的单位是字节,如打印机、modem 等。
  特征:速率较低、中断驱动。
块设备 : I/O 传输的单位是块,如磁盘/带。
  特征:速率高(几兆)、可随机访问任一块、DMA 方式驱动。
3.按资源管理方式分类
  独占设备:在任一时间内最多有一个进程占用它,字符设备及磁带机属独占型设备。即临界资源。
  共享设备:多个进程对它可进行交叉访问,共享设备必须是可寻址和可随机访问的设备。如:磁盘
  虚拟设备:在一类设备上模拟另一类设备。常用共享设备模拟独占设备,用高速设备模拟低速设备,被模拟的设备称为虚拟设备。

设备控制器是一个可编址设备,分为字符设备控制器和块设备控制器,是 CPU 与设备间的接口。
功能:
  接收和识别命令
  数据交换
  设备状态的了解和报告
  地址识别
  数据缓冲、差错控制

设备控制器的组成(三部分)
1.设备控制器与处理机的接口
  数据线(数据寄存器、控制/状态寄存器)
  地址线
  控制线
2.设备控制器与设备的接口
  数据信号、状态信号、控制信号
3.I/O 逻辑:实现对设备的控制
  I/O 控制是设备管理的另一功能,它包括设备驱动处理(块设备)和设备中断处理(字符设备)。

I/O 控制方式
1.循环测试 I/O 方式
2.I/O 中断方式
3.DMA 方式
4.通道方式

I/O 控制器是 OS 同硬件之间的接口。它有两个寄存器:数据缓冲寄存器、控制寄存器。



DMAC 组成



DMA 方式



USB 的传输方式
1.中断传输方式
2.控制传输方式
3.批传输方式