第五章 輸入輸出設備管理
1、設備管理的任務和功能
1）設備管理的任務
（1）按用戶需求提出的要求接入外部設備，系統按一定算法分配和管理控制，而用戶不必關心設備的實際地址和控制指令；
（2）儘量提高輸入輸出設備的利用率，例如發揮主機與外設以及外設與外設之間的真正並行工作能力。
2）設備管理的功能
（1）分配設備
（2）控制和實現真正的輸入輸出操作
（3）對輸入輸出緩衝區進行管理
（4）在一些較大系統中實現虛擬設備技術
2、外部設備分類
1）按系統和用戶分：系統設備、用戶設備
2）按輸入輸出傳送方式分（UNIX或Linux操作系統）：字符型設備、塊設備
3）按資源特點分：獨享設備、共享設備、虛擬設備
4）按設備硬件物理特性分：順序存取設備、直接存取設備
5）按設備使用分：物理設備、邏輯設備、僞設備
（1）設備I/O方式：詢問、中斷、通道
（2）I/O設備分配算法：先來先服務（FCFS）、按優先級進行分配
3、外部設備的安裝
設備驅動程序的作用、分類、使用。
CPU與外部信息的交換：程序直接控制方式、中斷控制方式、DMA方式和通道方式
總線與接口：PC系統總線、標準接口類型、USB接口
4、設備管理技術
1）I/O設置緩存理由
（1）解決信息的到達率和離去率不一致的矛盾；
（2）緩存起中轉站的作用；
（3）在通道或控制器內設置局部寄存器作爲緩衝存儲器，可暫存I/O信息，以減少中斷CPU的次數。這種情形可進一步推廣，使得一次讀入的信息可多次重複使用。
2）虛擬設備的技術（SPOOLing）
SPOOLing，即外圍設備聯機並行操作，它是關於慢速字符設備如何與計算機主機交換信息的一種技術，通常也叫做“假脫機技術”。是一種預輸入、緩輸出和轉儲的管理技術。
SPOOLing系統的特點：
（1）提高了I/O速度；
（2）將獨享設備改造爲共享設備（典型例子是打印機的“共享”）；
（3）實現了虛擬設備功能。
5、設備處理程序編制內容
1）設備驅動程序的功能
（1）將接收到的抽象要求轉換爲具體要求；
（2）檢查用戶I/O請求的合法性，瞭解I/O設備的狀態，傳遞I/O有關參數，設置設備的工作方式；
（3）發出I/O命令，啓動分配到的I/O設備，完成指定的I/O 操作；
（4）及時響應由控制器或通道發來的中斷請求，並根據其中斷類型調用相應的中斷處理程序進行處理；
（5）對於設置有通道的計算機系統，驅動程序還應能夠根據用戶的 I/O請求，自動地構成通道程序。
2）設備驅動程序的特點
（1）驅動程序主要是在請求I/O的進程與設備控制器之間的一個通信程序。
（2）驅動程序與I/O設備的特性緊密相關。
（3）驅動程序與I/O控制方式緊密相關。
（4）由於驅動程序與硬件緊密相關，因而其中的一部分程序用彙編語言書寫，目前有很多驅動程序，其基本部分已經固化，放在ROM中。
3）設備處理方式
將抽象要求轉換爲具體要求；檢查I/O請求的合法性；讀出和檢查設備的狀態；傳送必要的參數；方式的設置；I/O設備啓動。
