计算机四级知识点I/O设备管理思维导图
本思维导图主要总结计算机计算机四级网络工程师知识点I/O设备管理
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思维导图大纲
计算机四级知识点I/O设备管理思维导图模板大纲
1.设备分类
（1）按共享属性：
独占设备、共享设备（磁盘）、虚拟设备；
（2）按信息组织方式分类：
块设备
磁盘/磁带，一般512B-4KB
字符设备
键盘、显示器、打印机
2.I/O硬件
CPU和主存（中央部分）
接口
外围设备控制器（内有寄存器）
外围设备
3.I/O设备数据传输控制方式
（1）程序直接控制方式：
“忙-等待”
（2）中断控制方式：
实现了主机和外围设备的并行工作
CPU是不是会跑去看数据是否可以输入输出
适用于键盘以字符为单位读取方式
关键硬件中断控制器、地址总线和数据总线、设备控制器
（3）DMA：
对输入/输出设备由DMA完成，在DMA控制器的作用下，设备和主存之间可以批量进行数据交换，而不用CPU干预
“窃取”总线控制权
适用于对块设备的存取
适用于对块设备的存取
DMA控制器、地址总线和数据总线
（4）通道控制方式：
工作在内存中
实现外围设备的统一管理和外围设备与内存之间的数据传输
所需CPU干预更少
可以实现CPU、通道和输入输出设备三者之间的并行操作
适用于现代计算机内的大量数据交换
主要限于与I/O操作有关的指令和程序
通道控制器、地址总线、数据总线、设备控制器和通道程序代码
分数据选择通道、字节多路通道和数组多路通道
4.I/O软件分层
中断处理程序（设备硬件）
设备驱动程序
与设备无关的系统软件（设备独立层）
用户控件的I/O软件（用户层）
5.设备无关层实现功能
（1）统一命名：
实现逻辑设备命名与物理设备的转换；
（2）设备保护；
（3）缓冲：
对不同速度的设备使用缓冲区来匹配；
（4）提供与设备无关的逻辑块；
（5）独占设备的分配和释放；
（6）出错处理：
向用户报告出错处理情况；
（7）存储设备的块分配。
（7）存储设备的块分配。
6.I/O设备管理
（1）设备表：
建立逻辑设备与物理设备之间的对应关系；
（2）设备管理任务：
缓冲区管理
设备分配
需要考虑：设备固有属性；设备分配算法；设备分配安全性；设备独立性
设备处理
虚拟设备以及实现设备独立
（3）引入技术：
缓冲技术、设备分配技术、SPLOOING技术、DMA技术、通道技术。
（4）缓冲池管理：
实现进程访问缓冲区同步。
7.SPOOLING组成
输入井和输出井、输入进程和输出进程、输入缓冲区和输出缓存区。
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