設備管理 IO組成 IO軟件

一、設備獨立軟件
用於實現用戶程序與設備驅動器的統一接口、設備命名、設備的保護以及設備的分配與釋放等，同時爲設備管理和數據傳送提供必要的存儲空間。

二、I/O系統接口
塊設備接口：
數據的存取和傳輸都是以數據塊爲單位的設備。基本特徵是傳輸速率較高、可尋址。磁盤設備的I/O常採用DMA方式。
流設備接口：
數據的存取和傳輸是以字符爲單位的設備。如鍵盤、打印機等。基本特徵是傳輸速率較低、不可尋址，常採用中斷驅動方式。

三、與控制器的接口有三種類型的信號：
數據信號線(進出數據轉換、緩衝後傳送)
控制信號線(讀\寫\移動磁頭等控制)
狀態信號線

四、信息交換方式
根據其控制的外圍設備的不同類型，信息交換方式也可分爲以下三種類型：
（1）字節多路通道：一個通道常通過多個子通道連接多個設備控制器，多個設備，通過非分配型子通道以字節爲單位交叉輪流使用主通道傳輸自己的數據。
（2）數組選擇通道：針對高速設備：分配型子通道，設備利用子通道佔用通道後，一段時間內一直獨佔，直至設備傳送完畢釋放。利用率低。
（3）數組多路通道：含多個非分配型子通道。數據傳送則按數組方式進行。

五、中斷向量表
爲每種設備配以相應的中斷處理程序，並把該程序的入口地址，放在中斷向量表的一個表項中，併爲每一個設備的中斷請求，規定一箇中斷號，它直接對應於中斷向量表的一個表項中。

六、I/O控制方式
(1)程序I/O方式
過程：
1、向控制器發送一條I/O指令；啓動輸入設備輸入數據；把狀態寄存器busy=1。
2、然後不斷測試標誌。爲1：表示輸入機尚未輸完一個字，CPU繼續對該標誌測試；直到爲0：數據已輸入控制器數據寄存器中。
3、CPU取控制器中的數據送入內存單元，完成一個字的I/O 。
缺點：
高速CPU空閒等待低速I/O設備，致使CPU極大浪費。

(2)中斷驅動I/O方式
過程：
1、CPU向相應的設備控制器發出一條I/O命令
2、然後立即返回繼續執行任務。
3、設備控制器按照命令的要求去控制指定I/O設備。
4、這時CPU與I/O設備並行操作。
優缺點：
1、中斷方式比程序I/O方式更有效
2、但仍以字（節）爲單位進行I/O，每當完成一個字（節），控制器便要請求一次中斷。
3、CPU雖然可與I/O並行，但效率不高，存在頻繁的中斷干擾。

(3)直接存儲器訪問DMA（字節—塊）
過程：
1、CPU先向磁盤控制器發送一條讀命令。該命令被送到命令寄存器CR中。
2、同時發送數據讀入到內存的起始地址，該地址被送入MAR中；要讀數據的字數則送入數據計數器DC中；
3、將磁盤中的數據原地址直接送入DMA控制器的I/O控制邏輯上，按設備狀態啓動磁頭到相應位置。
4、啓動DMA控制器控制邏輯開始進行數據傳送
DMA控制器讀入一個數據到數據寄存器DR中，然後傳到內存MAR地址中；
接着MAR+1,DC-1，判斷DC是否爲0,如否，繼續，反之控制器發中斷請求，傳送完畢。
優缺點：
DMA適用於讀一個連續的數據塊；

(4)I/O通道控制方式（組織傳送的獨立）
通過執行通道程序，與設備控制器共同實現對I/O設備的控制。

通道指令一般包含下列信息：
操作碼。規定指令所執行的操作。
內存地址。
計數。表示本指令所要操作的字節數。
通道程序結束位。用以表示程序是否結束。
記錄結束標誌。表示該指令是否與下條指令有關。

七、設備獨立性 用戶編程時所用的設備名（邏輯上的）與實際物理設備無關；