《作業系統》——輸入輸出管理
- 一、I/O裝置的概念和分類
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- （一）什麼是I/O裝置
- （二）按使用特性分類
- （三）按傳輸速率分類
- （四）按資訊交換的機關分類
- 二、I/O控制器（裝置控制器）
- 三、I/O控制方式（用什麼樣的方式控制I/O裝置的資料讀寫）
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- 演變過程：逐漸解放CPU
- （一）程式直接控制方式（輪詢）
- （二）中斷驅動方式（中斷）
- （三）DMA方式
- （四）通道控制方式（弱雞版CPU）
- 四、I/O軟體層次結構
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- 使用者層軟體（I/O提供的服務）
- 裝置獨立性軟體（核心部分，I/O核心子系統）
- 裝置驅動程式（核心部分，I/O核心子系統）（可接觸硬體）
- 中斷處理程式（核心部分，I/O核心子系統）（可接觸硬體）
- 硬體（機械部件和電子部件）
- 問：一個I/O請求的處理次序？每層的功能？
- 五、I/O核心子系統（中間三層）
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- 實作的功能：
- 功能對應的層次：
- （一）I/O排程
- （二）裝置保護
- （三）假脫機技術SPOOLing
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- （四）裝置的配置設定與回收
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- 1、裝置配置設定考慮的因素
- 2、裝置配置設定方式
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- 3、裝置配置設定管理中的資料結構
- 裝置控制表
- 控制器控制表
- 通道控制表
- 系統裝置表SDT
- 裝置配置設定的步驟
- （五）緩沖區管理
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- 每處理一塊資料需要多久？
- 假定一個初始狀态，下一次回到這個狀态的時間就是處理一塊資料的時間
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一、I/O裝置的概念和分類
（一）什麼是I/O裝置
資料的輸入和輸出裝置，與計算機進行資料的交換
讀操作：從外部讀入資料
寫操作：向外部寫出資料
《作業系統》——輸入輸出管理一、I/O裝置的概念和分類二、I/O控制器（裝置控制器）三、I/O控制方式（用什麼樣的方式控制I/O裝置的資料讀寫）四、I/O軟體層次結構五、I/O核心子系統（中間三層） （二）按使用特性分類
《作業系統》——輸入輸出管理一、I/O裝置的概念和分類二、I/O控制器（裝置控制器）三、I/O控制方式（用什麼樣的方式控制I/O裝置的資料讀寫）四、I/O軟體層次結構五、I/O核心子系統（中間三層） （三）按傳輸速率分類
《作業系統》——輸入輸出管理一、I/O裝置的概念和分類二、I/O控制器（裝置控制器）三、I/O控制方式（用什麼樣的方式控制I/O裝置的資料讀寫）四、I/O軟體層次結構五、I/O核心子系統（中間三層） （四）按資訊交換的機關分類
《作業系統》——輸入輸出管理一、I/O裝置的概念和分類二、I/O控制器（裝置控制器）三、I/O控制方式（用什麼樣的方式控制I/O裝置的資料讀寫）四、I/O軟體層次結構五、I/O核心子系統（中間三層） 《作業系統》——輸入輸出管理一、I/O裝置的概念和分類二、I/O控制器（裝置控制器）三、I/O控制方式（用什麼樣的方式控制I/O裝置的資料讀寫）四、I/O軟體層次結構五、I/O核心子系統（中間三層） 二、I/O控制器（裝置控制器）
cpu控制i/o控制器（電子部件），i/o控制器控制裝置的機械部件
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《作業系統》——輸入輸出管理一、I/O裝置的概念和分類二、I/O控制器（裝置控制器）三、I/O控制方式（用什麼樣的方式控制I/O裝置的資料讀寫）四、I/O軟體層次結構五、I/O核心子系統（中間三層） 《作業系統》——輸入輸出管理一、I/O裝置的概念和分類二、I/O控制器（裝置控制器）三、I/O控制方式（用什麼樣的方式控制I/O裝置的資料讀寫）四、I/O軟體層次結構五、I/O核心子系統（中間三層） 《作業系統》——輸入輸出管理一、I/O裝置的概念和分類二、I/O控制器（裝置控制器）三、I/O控制方式（用什麼樣的方式控制I/O裝置的資料讀寫）四、I/O軟體層次結構五、I/O核心子系統（中間三層） 三、I/O控制方式（用什麼樣的方式控制I/O裝置的資料讀寫）
演變過程：逐漸解放CPU
- 完成一次讀寫操作的流程
- CPU幹預的頻率
- 資料傳送的機關
- 資料的流向
- 主要缺點和主要優點
（一）程式直接控制方式（輪詢）
《作業系統》——輸入輸出管理一、I/O裝置的概念和分類二、I/O控制器（裝置控制器）三、I/O控制方式（用什麼樣的方式控制I/O裝置的資料讀寫）四、I/O軟體層次結構五、I/O核心子系統（中間三層） 《作業系統》——輸入輸出管理一、I/O裝置的概念和分類二、I/O控制器（裝置控制器）三、I/O控制方式（用什麼樣的方式控制I/O裝置的資料讀寫）四、I/O軟體層次結構五、I/O核心子系統（中間三層） 《作業系統》——輸入輸出管理一、I/O裝置的概念和分類二、I/O控制器（裝置控制器）三、I/O控制方式（用什麼樣的方式控制I/O裝置的資料讀寫）四、I/O軟體層次結構五、I/O核心子系統（中間三層） （二）中斷驅動方式（中斷）
《作業系統》——輸入輸出管理一、I/O裝置的概念和分類二、I/O控制器（裝置控制器）三、I/O控制方式（用什麼樣的方式控制I/O裝置的資料讀寫）四、I/O軟體層次結構五、I/O核心子系統（中間三層） 《作業系統》——輸入輸出管理一、I/O裝置的概念和分類二、I/O控制器（裝置控制器）三、I/O控制方式（用什麼樣的方式控制I/O裝置的資料讀寫）四、I/O軟體層次結構五、I/O核心子系統（中間三層） （三）DMA方式
也是一種I/O控制器
記憶體和外設可以直接通信
DMA控制器是特殊的I/O控制器
《作業系統》——輸入輸出管理一、I/O裝置的概念和分類二、I/O控制器（裝置控制器）三、I/O控制方式（用什麼樣的方式控制I/O裝置的資料讀寫）四、I/O軟體層次結構五、I/O核心子系統（中間三層） 雖然是一整塊傳輸，但每次傳資料也是一個字一個字的傳，存放在DR中，寫入記憶體
《作業系統》——輸入輸出管理一、I/O裝置的概念和分類二、I/O控制器（裝置控制器）三、I/O控制方式（用什麼樣的方式控制I/O裝置的資料讀寫）四、I/O軟體層次結構五、I/O核心子系統（中間三層） 《作業系統》——輸入輸出管理一、I/O裝置的概念和分類二、I/O控制器（裝置控制器）三、I/O控制方式（用什麼樣的方式控制I/O裝置的資料讀寫）四、I/O軟體層次結構五、I/O核心子系統（中間三層） （四）通道控制方式（弱雞版CPU）
記憶體中的通道程式（執行清單），CPU告訴通道，通道程式再記憶體的位置，讓通道去執行裡面的任務
完成後對CPU發出中斷信号
一個通道可以控制多個I/O控制器，一個I/O控制器可以管理多個I/O裝置，（通道比I/O控制器高一個級别，注意與DMA控制器的差別）
《作業系統》——輸入輸出管理一、I/O裝置的概念和分類二、I/O控制器（裝置控制器）三、I/O控制方式（用什麼樣的方式控制I/O裝置的資料讀寫）四、I/O軟體層次結構五、I/O核心子系統（中間三層） 《作業系統》——輸入輸出管理一、I/O裝置的概念和分類二、I/O控制器（裝置控制器）三、I/O控制方式（用什麼樣的方式控制I/O裝置的資料讀寫）四、I/O軟體層次結構五、I/O核心子系統（中間三層） 《作業系統》——輸入輸出管理一、I/O裝置的概念和分類二、I/O控制器（裝置控制器）三、I/O控制方式（用什麼樣的方式控制I/O裝置的資料讀寫）四、I/O軟體層次結構五、I/O核心子系統（中間三層） 四、I/O軟體層次結構
《作業系統》——輸入輸出管理一、I/O裝置的概念和分類二、I/O控制器（裝置控制器）三、I/O控制方式（用什麼樣的方式控制I/O裝置的資料讀寫）四、I/O軟體層次結構五、I/O核心子系統（中間三層） 使用者層軟體（I/O提供的服務）
《作業系統》——輸入輸出管理一、I/O裝置的概念和分類二、I/O控制器（裝置控制器）三、I/O控制方式（用什麼樣的方式控制I/O裝置的資料讀寫）四、I/O軟體層次結構五、I/O核心子系統（中間三層） 裝置獨立性軟體（核心部分，I/O核心子系統）
《作業系統》——輸入輸出管理一、I/O裝置的概念和分類二、I/O控制器（裝置控制器）三、I/O控制方式（用什麼樣的方式控制I/O裝置的資料讀寫）四、I/O軟體層次結構五、I/O核心子系統（中間三層） 《作業系統》——輸入輸出管理一、I/O裝置的概念和分類二、I/O控制器（裝置控制器）三、I/O控制方式（用什麼樣的方式控制I/O裝置的資料讀寫）四、I/O軟體層次結構五、I/O核心子系統（中間三層） 《作業系統》——輸入輸出管理一、I/O裝置的概念和分類二、I/O控制器（裝置控制器）三、I/O控制方式（用什麼樣的方式控制I/O裝置的資料讀寫）四、I/O軟體層次結構五、I/O核心子系統（中間三層） 《作業系統》——輸入輸出管理一、I/O裝置的概念和分類二、I/O控制器（裝置控制器）三、I/O控制方式（用什麼樣的方式控制I/O裝置的資料讀寫）四、I/O軟體層次結構五、I/O核心子系統（中間三層） 《作業系統》——輸入輸出管理一、I/O裝置的概念和分類二、I/O控制器（裝置控制器）三、I/O控制方式（用什麼樣的方式控制I/O裝置的資料讀寫）四、I/O軟體層次結構五、I/O核心子系統（中間三層） 《作業系統》——輸入輸出管理一、I/O裝置的概念和分類二、I/O控制器（裝置控制器）三、I/O控制方式（用什麼樣的方式控制I/O裝置的資料讀寫）四、I/O軟體層次結構五、I/O核心子系統（中間三層） 《作業系統》——輸入輸出管理一、I/O裝置的概念和分類二、I/O控制器（裝置控制器）三、I/O控制方式（用什麼樣的方式控制I/O裝置的資料讀寫）四、I/O軟體層次結構五、I/O核心子系統（中間三層） 不同的裝置哦需要不同的裝置驅動程式
《作業系統》——輸入輸出管理一、I/O裝置的概念和分類二、I/O控制器（裝置控制器）三、I/O控制方式（用什麼樣的方式控制I/O裝置的資料讀寫）四、I/O軟體層次結構五、I/O核心子系統（中間三層） 裝置驅動程式（核心部分，I/O核心子系統）（可接觸硬體）
《作業系統》——輸入輸出管理一、I/O裝置的概念和分類二、I/O控制器（裝置控制器）三、I/O控制方式（用什麼樣的方式控制I/O裝置的資料讀寫）四、I/O軟體層次結構五、I/O核心子系統（中間三層） 中斷處理程式（核心部分，I/O核心子系統）（可接觸硬體）
I/O結束後發出中斷請求，中斷處理程式開始處理，中斷處理程式也會和硬體直接打交道
《作業系統》——輸入輸出管理一、I/O裝置的概念和分類二、I/O控制器（裝置控制器）三、I/O控制方式（用什麼樣的方式控制I/O裝置的資料讀寫）四、I/O軟體層次結構五、I/O核心子系統（中間三層） 硬體（機械部件和電子部件）
《作業系統》——輸入輸出管理一、I/O裝置的概念和分類二、I/O控制器（裝置控制器）三、I/O控制方式（用什麼樣的方式控制I/O裝置的資料讀寫）四、I/O軟體層次結構五、I/O核心子系統（中間三層） 問：一個I/O請求的處理次序？每層的功能？
五、I/O核心子系統（中間三層）
- 裝置獨立性軟體
- 裝置驅動程式
- 中斷處理程式
《作業系統》——輸入輸出管理一、I/O裝置的概念和分類二、I/O控制器（裝置控制器）三、I/O控制方式（用什麼樣的方式控制I/O裝置的資料讀寫）四、I/O軟體層次結構五、I/O核心子系統（中間三層）
實作的功能：
- I/O排程
- 裝置保護
- 假脫機技術
- 裝置配置設定與回收、緩沖區管理
功能對應的層次：
《作業系統》——輸入輸出管理一、I/O裝置的概念和分類二、I/O控制器（裝置控制器）三、I/O控制方式（用什麼樣的方式控制I/O裝置的資料讀寫）四、I/O軟體層次結構五、I/O核心子系統（中間三層） （一）I/O排程
例如磁盤排程的算法，把這些算法應用到所有I/O請求當中
《作業系統》——輸入輸出管理一、I/O裝置的概念和分類二、I/O控制器（裝置控制器）三、I/O控制方式（用什麼樣的方式控制I/O裝置的資料讀寫）四、I/O軟體層次結構五、I/O核心子系統（中間三層） （二）裝置保護
裝置看作特殊的檔案
設定通路權限
《作業系統》——輸入輸出管理一、I/O裝置的概念和分類二、I/O控制器（裝置控制器）三、I/O控制方式（用什麼樣的方式控制I/O裝置的資料讀寫）四、I/O軟體層次結構五、I/O核心子系統（中間三層） （三）假脫機技術SPOOLing
“脫機：脫離主機的控制進行的輸入輸出操作
- 手動：手動錄入紙帶
- 脫機： 輸入裝置——外圍控制機——錄音帶——主機（CPU/記憶體）——錄音帶——外圍控制機——輸出裝置
- 假脫機：輸入裝置——輸入程序（輸入緩沖區 記憶體）——輸入井（磁盤）——主機——輸出井——輸出程序（輸出緩沖區）——輸出裝置
《作業系統》——輸入輸出管理一、I/O裝置的概念和分類二、I/O控制器（裝置控制器）三、I/O控制方式（用什麼樣的方式控制I/O裝置的資料讀寫）四、I/O軟體層次結構五、I/O核心子系統（中間三層） 《作業系統》——輸入輸出管理一、I/O裝置的概念和分類二、I/O控制器（裝置控制器）三、I/O控制方式（用什麼樣的方式控制I/O裝置的資料讀寫）四、I/O軟體層次結構五、I/O核心子系統（中間三層）
用假脫機技術實作裝置共享
《作業系統》——輸入輸出管理一、I/O裝置的概念和分類二、I/O控制器（裝置控制器）三、I/O控制方式（用什麼樣的方式控制I/O裝置的資料讀寫）四、I/O軟體層次結構五、I/O核心子系統（中間三層） 每次申請I/O裝置時，都會在輸出井中配置設定一個存儲區，相當于配置設定了一個邏輯裝置，讓使用者程序覺得自己在獨占裝置
《作業系統》——輸入輸出管理一、I/O裝置的概念和分類二、I/O控制器（裝置控制器）三、I/O控制方式（用什麼樣的方式控制I/O裝置的資料讀寫）四、I/O軟體層次結構五、I/O核心子系統（中間三層） 《作業系統》——輸入輸出管理一、I/O裝置的概念和分類二、I/O控制器（裝置控制器）三、I/O控制方式（用什麼樣的方式控制I/O裝置的資料讀寫）四、I/O軟體層次結構五、I/O核心子系統（中間三層） （四）裝置的配置設定與回收
1、裝置配置設定考慮的因素
- 裝置的固有屬性
《作業系統》——輸入輸出管理一、I/O裝置的概念和分類二、I/O控制器（裝置控制器）三、I/O控制方式（用什麼樣的方式控制I/O裝置的資料讀寫）四、I/O軟體層次結構五、I/O核心子系統（中間三層） - 裝置配置設定算法
《作業系統》——輸入輸出管理一、I/O裝置的概念和分類二、I/O控制器（裝置控制器）三、I/O控制方式（用什麼樣的方式控制I/O裝置的資料讀寫）四、I/O軟體層次結構五、I/O核心子系統（中間三層） - 裝置配置設定中的安全性
《作業系統》——輸入輸出管理一、I/O裝置的概念和分類二、I/O控制器（裝置控制器）三、I/O控制方式（用什麼樣的方式控制I/O裝置的資料讀寫）四、I/O軟體層次結構五、I/O核心子系統（中間三層） 2、裝置配置設定方式
靜态配置設定
動态配置設定
《作業系統》——輸入輸出管理一、I/O裝置的概念和分類二、I/O控制器（裝置控制器）三、I/O控制方式（用什麼樣的方式控制I/O裝置的資料讀寫）四、I/O軟體層次結構五、I/O核心子系統（中間三層） 3、裝置配置設定管理中的資料結構
《作業系統》——輸入輸出管理一、I/O裝置的概念和分類二、I/O控制器（裝置控制器）三、I/O控制方式（用什麼樣的方式控制I/O裝置的資料讀寫）四、I/O軟體層次結構五、I/O核心子系統（中間三層） 裝置控制表
《作業系統》——輸入輸出管理一、I/O裝置的概念和分類二、I/O控制器（裝置控制器）三、I/O控制方式（用什麼樣的方式控制I/O裝置的資料讀寫）四、I/O軟體層次結構五、I/O核心子系統（中間三層） 控制器控制表
《作業系統》——輸入輸出管理一、I/O裝置的概念和分類二、I/O控制器（裝置控制器）三、I/O控制方式（用什麼樣的方式控制I/O裝置的資料讀寫）四、I/O軟體層次結構五、I/O核心子系統（中間三層） 通道控制表
《作業系統》——輸入輸出管理一、I/O裝置的概念和分類二、I/O控制器（裝置控制器）三、I/O控制方式（用什麼樣的方式控制I/O裝置的資料讀寫）四、I/O軟體層次結構五、I/O核心子系統（中間三層） 系統裝置表SDT
《作業系統》——輸入輸出管理一、I/O裝置的概念和分類二、I/O控制器（裝置控制器）三、I/O控制方式（用什麼樣的方式控制I/O裝置的資料讀寫）四、I/O軟體層次結構五、I/O核心子系統（中間三層） 裝置配置設定的步驟
《作業系統》——輸入輸出管理一、I/O裝置的概念和分類二、I/O控制器（裝置控制器）三、I/O控制方式（用什麼樣的方式控制I/O裝置的資料讀寫）四、I/O軟體層次結構五、I/O核心子系統（中間三層） 《作業系統》——輸入輸出管理一、I/O裝置的概念和分類二、I/O控制器（裝置控制器）三、I/O控制方式（用什麼樣的方式控制I/O裝置的資料讀寫）四、I/O軟體層次結構五、I/O核心子系統（中間三層） 《作業系統》——輸入輸出管理一、I/O裝置的概念和分類二、I/O控制器（裝置控制器）三、I/O控制方式（用什麼樣的方式控制I/O裝置的資料讀寫）四、I/O軟體層次結構五、I/O核心子系統（中間三層） 《作業系統》——輸入輸出管理一、I/O裝置的概念和分類二、I/O控制器（裝置控制器）三、I/O控制方式（用什麼樣的方式控制I/O裝置的資料讀寫）四、I/O軟體層次結構五、I/O核心子系統（中間三層） 《作業系統》——輸入輸出管理一、I/O裝置的概念和分類二、I/O控制器（裝置控制器）三、I/O控制方式（用什麼樣的方式控制I/O裝置的資料讀寫）四、I/O軟體層次結構五、I/O核心子系統（中間三層） （五）緩沖區管理
1、什麼是緩沖區？有什麼作用？
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每處理一塊資料需要多久？
假定一個初始狀态，下一次回到這個狀态的時間就是處理一塊資料的時間
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case1
《作業系統》——輸入輸出管理一、I/O裝置的概念和分類二、I/O控制器（裝置控制器）三、I/O控制方式（用什麼樣的方式控制I/O裝置的資料讀寫）四、I/O軟體層次結構五、I/O核心子系統（中間三層） 《作業系統》——輸入輸出管理一、I/O裝置的概念和分類二、I/O控制器（裝置控制器）三、I/O控制方式（用什麼樣的方式控制I/O裝置的資料讀寫）四、I/O軟體層次結構五、I/O核心子系統（中間三層） case2
《作業系統》——輸入輸出管理一、I/O裝置的概念和分類二、I/O控制器（裝置控制器）三、I/O控制方式（用什麼樣的方式控制I/O裝置的資料讀寫）四、I/O軟體層次結構五、I/O核心子系統（中間三層） 《作業系統》——輸入輸出管理一、I/O裝置的概念和分類二、I/O控制器（裝置控制器）三、I/O控制方式（用什麼樣的方式控制I/O裝置的資料讀寫）四、I/O軟體層次結構五、I/O核心子系統（中間三層） case3
《作業系統》——輸入輸出管理一、I/O裝置的概念和分類二、I/O控制器（裝置控制器）三、I/O控制方式（用什麼樣的方式控制I/O裝置的資料讀寫）四、I/O軟體層次結構五、I/O核心子系統（中間三層） 《作業系統》——輸入輸出管理一、I/O裝置的概念和分類二、I/O控制器（裝置控制器）三、I/O控制方式（用什麼樣的方式控制I/O裝置的資料讀寫）四、I/O軟體層次結構五、I/O核心子系統（中間三層） case4
《作業系統》——輸入輸出管理一、I/O裝置的概念和分類二、I/O控制器（裝置控制器）三、I/O控制方式（用什麼樣的方式控制I/O裝置的資料讀寫）四、I/O軟體層次結構五、I/O核心子系統（中間三層） 《作業系統》——輸入輸出管理一、I/O裝置的概念和分類二、I/O控制器（裝置控制器）三、I/O控制方式（用什麼樣的方式控制I/O裝置的資料讀寫）四、I/O軟體層次結構五、I/O核心子系統（中間三層） 《作業系統》——輸入輸出管理一、I/O裝置的概念和分類二、I/O控制器（裝置控制器）三、I/O控制方式（用什麼樣的方式控制I/O裝置的資料讀寫）四、I/O軟體層次結構五、I/O核心子系統（中間三層） 
