4.4.3 设备管理采用的相关技术

2025-06-05 20:31:42 更新

(一)设备管理技术


技术名称

说明

备注

1

通道技术

设置通道后,CPU只需向通道发出I/O命令,通道收到命令后,从主存中取出本次I/O要执的通道程序并执行,仅当通道完成了I/O任务后,向CPU发出中断信号。

根据信息交换方式不同分类:

字节多路通道

数组选择通道

数组多路通道

缺点:通道价格昂贵,通道数有限,容易成为瓶颈。

解决方法:增加多条通道

2

DMA技术

直接主存存取(Direct Memory Access, DMA)指数据在主存与I/O设备间直接成块传送,不需要CPU干涉。

CPU仅在过程开始启动(向设备发出“传送一块数据”命令)与过程结束(CPU通过轮询或中断得知过程是否结束和下次操作是否准备就绪)时参与。

3

缓冲技术

提高外设利用率,尽可能使外设处于忙状态。

硬件缓冲:专门硬件寄存器

软件缓冲:操作系统管理

所有I/O设备与处理机(主存)之间都使用了缓冲区来交换数据

缓冲分为单缓冲、双缓冲、多缓冲和环形缓冲。

引入缓冲原因:

缓和CPU与I/O设备间速度不匹配矛盾。

减少CPU中断频率,放宽中断响应时间限制。

提高CPU和I/O设备之间的并行性。

4

Spooling技术

Simultaneous Peripheral Operations OnLine (外围设备联机操作)

用一类物理设备模拟另一类物理设备,使独占使用的设备变成多台虚拟设备,也是一种速度匹配技术。

Spooling系统构成:

预输入程序

缓输出程序

井管理程序

输入井

输出井

(二)Spooling构成