第五章 输入输出设备管理
1、设备管理的任务和功能
1）设备管理的任务
（1）按用户需求提出的要求接入外部设备，系统按一定算法分配和管理控制，而用户不必关心设备的实际地址和控制指令；
（2）尽量提高输入输出设备的利用率，例如发挥主机与外设以及外设与外设之间的真正并行工作能力。
2）设备管理的功能
（1）分配设备
（2）控制和实现真正的输入输出操作
（3）对输入输出缓冲区进行管理
（4）在一些较大系统中实现虚拟设备技术
2、外部设备分类
1）按系统和用户分：系统设备、用户设备
2）按输入输出传送方式分（UNIX或Linux操作系统）：字符型设备、块设备
3）按资源特点分：独享设备、共享设备、虚拟设备
4）按设备硬件物理特性分：顺序存取设备、直接存取设备
5）按设备使用分：物理设备、逻辑设备、伪设备
（1）设备I/O方式：询问、中断、通道
（2）I/O设备分配算法：先来先服务（FCFS）、按优先级进行分配
3、外部设备的安装
设备驱动程序的作用、分类、使用。
CPU与外部信息的交换：程序直接控制方式、中断控制方式、DMA方式和通道方式
总线与接口：PC系统总线、标准接口类型、USB接口
4、设备管理技术
1）I/O设置缓存理由
（1）解决信息的到达率和离去率不一致的矛盾；
（2）缓存起中转站的作用；
（3）在通道或控制器内设置局部寄存器作为缓冲存储器，可暂存I/O信息，以减少中断CPU的次数。这种情形可进一步推广，使得一次读入的信息可多次重复使用。
2）虚拟设备的技术（SPOOLing）
SPOOLing，即外围设备联机并行操作，它是关于慢速字符设备如何与计算机主机交换信息的一种技术，通常也叫做“假脱机技术”。是一种预输入、缓输出和转储的管理技术。
SPOOLing系统的特点：
（1）提高了I/O速度；
（2）将独享设备改造为共享设备（典型例子是打印机的“共享”）；
（3）实现了虚拟设备功能。
5、设备处理程序编制内容
1）设备驱动程序的功能
（1）将接收到的抽象要求转换为具体要求；
（2）检查用户I/O请求的合法性，了解I/O设备的状态，传递I/O有关参数，设置设备的工作方式；
（3）发出I/O命令，启动分配到的I/O设备，完成指定的I/O 操作；
（4）及时响应由控制器或通道发来的中断请求，并根据其中断类型调用相应的中断处理程序进行处理；
（5）对于设置有通道的计算机系统，驱动程序还应能够根据用户的 I/O请求，自动地构成通道程序。
2）设备驱动程序的特点
（1）驱动程序主要是在请求I/O的进程与设备控制器之间的一个通信程序。
（2）驱动程序与I/O设备的特性紧密相关。
（3）驱动程序与I/O控制方式紧密相关。
（4）由于驱动程序与硬件紧密相关，因而其中的一部分程序用汇编语言书写，目前有很多驱动程序，其基本部分已经固化，放在ROM中。
3）设备处理方式
将抽象要求转换为具体要求；检查I/O请求的合法性；读出和检查设备的状态；传送必要的参数；方式的设置；I/O设备启动。
