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计算机四级网络工程师知识点I/O设备管理思维导图

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本思维导图主要介绍国家计算机考试网络工程师知识点I/O设备管理

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思维导图大纲

计算机四级网络工程师知识点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;

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(提供一致的系统调用)

(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。

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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