操作系统——设备管理io组成
io系统的组成
需要用于输入、输出和存储信息的设备；
需要相应的设备控制器；
控制器与CPU连接的高速总线；
有的大中型计算机系统，配置I/O通道；
I/O系统的基本功能
1)主要功能：
1.隐藏物理设备细节，方便用户
用户使用抽象的I/O命令即可
2.实现设备无关性，方便用户
用户可用抽象的逻辑设备名来使用设备，同时也提高了OS的可移植性和易适应性。
3.提高处理机和设备的并行性，提高利用率：缓冲区管理
4.对I/O设备进行控制：控制方式、设备分配、设备处理
5.确保对设备正确共享：虚拟设备及设备独立性等
6.错误处理
I/O系统的层析结构和模型
层次结构：系统中的设备管理模块分为若干层次
层次间操作：下层为上层提供服务，完成输入输出功能中的某些子功能，并屏蔽功能实现的细节。
I/O软件系统的层次
.中断处理程序：处于IO系统的底层，直接与硬件交互
.设备驱动程序：
处于底层，是进程和控制器之间的通信程序
功能：将上层发来的抽象IO请求，转化为IO设备的具体命令和参数，并把它装入寄存器中
.设备独立性软件
I/O系统接口：块设备接口，流设备接口，网络通信接口
设备控制器
设备并不直接与CPU通信
计算机中的一个实体——“设备控制器”负责控制一个或多个I/O设备，以实现I/O设备和计算机之间的数据交换。
控制器是CPU与I/O设备之间的接口，作为中间人接收从CPU发来的命令，并去控制I/O设备工作，以使处理机脱离繁杂的设备控制事务。
常作成接口卡插入计算机
可编址，不同类：控制一个设备时只有一个地址，若连接多个设备则含有多个设备地址；管理的复杂性因设备而异，分为字符设备控制器、块控制器
基本功能
1.接收和识别CPU命令（控制寄存器：存放命令和参数）
2.标识和报告设备的状态（状态寄存器）
3.数据交换（数据寄存器）
4.地址识别（控制器识别设备地址、寄存器地址。地址译码器）
5.数据缓冲（协调I/O与CPU的速度差距）
6.差错控制
I/O逻辑
通过一组控制线与处理机交互
cpu要启动一个设备时，将启动命令发送给控制器；
同时通过地址线把地址发送给控制器
控制器的I/O逻辑对收到的地址和命令进行译码，再根据所译出的命令选择设备进行控制。
实现CPU与设备控制器之间的通信（共有三类信号线）
数据线：数据线通常与寄存器相连（数据寄存器，控制/状态寄存器）
地址线
控制线
I/O通道
当设置通道后，CPU只需要向通道发送一条I/O指令即可不在干预后续操作，通道形成通道程序，执行I/O操作，完成后向CPU发中断信号。
主要目的：
建立更独立（数据传送的独立，I/O操作的组织、管理及结束也尽量独立）的I/O操作，解放CPU。
实际上I/O通道是一种特殊的处理机（指令类型单一，只用于I/O操作，通道没有内存，他与CPU共享内存）
通道类型
根据其控制的外围设备的不同类型，信息交换方式也可分为：
字节多路通道。数组选择通道。数组多路通道
瓶颈问题：由于通道价格昂贵，致使数量较少使它成为I/O系统的瓶颈，进而造成系统吞吐量的下降
字节多路通道
一个通道常通过多个子通道连接多个设备控制器
多个设备，通过非分配型子通道以字节为单位交叉轮流使用主通道传输自己的数据。
