IO完成
Windows IO处理流程浅析(IRP)

Windows I/O处理流程浅析00348198 黄贝宁Windows操作系统中(以Windows 2000/XP为例),一个典型的I/O请求要通过一系列复杂的操作实现。
讨论Windows 系统的I/O操作的流程之前,不得不提及Windows的I/O系统结构。
简单说来,从虚拟机的角度来说,Windows的I/O系统是一个层层封装的虚拟机。
Windows在系统核心中,对设备进行了数层封装:直接构建在设备上的是硬件抽象层(HAL),在此之上的是设备驱动程序,然后是I/O系统(I/O管理器、电源管理、WDM、WMI例程等);同时还有许多在用户态运行的系统服务如WMI服务,方便应用程序管理I/O设备。
正因为有这种复杂的层次结构,统一管理、兼容成百上千不同种类的系统设备才成为可能。
各个抽象层次把硬件结构上的多样性屏蔽掉,使用户能够按照一个统一的方式进行I/O操作。
由于这里主要讨论I/O处理流程,I/O系统的结构不做细致阐述。
以下以打开一个文件对象的过程为例,说明Windows I/O请求的处理流程:打开文件对象(File Object)1.子系统调用一个I/O系统服务,打开一个有名字的文件。
2.I/O管理器(I/O Manager)调用对象管理器(Object Manager)查找这个文件并帮助它找到所有相关的符号链接。
同时也调用安全引用监视器(Security Reference Monitor)检查这个子系统是否有打开这个文件对象的权限。
3.如果这个文件所在的卷还没有装入,那么I/O管理器暂时挂起这个请求,调用其他文件系统,直到装有这个文件的卷装入,然后I/O管理器恢复刚才挂起的请求。
4.I/O管理器为文件打开请求的IRP初始化分配内存。
对于驱动程序而言,文件打开请求等价于一个"create"请求。
5.I/O管理器调用文件系统驱动程序,向它发送IRP。
文件系统驱动程序访问它在IRP中的I/O堆栈单元(I/O stack location)以决定要进行什么操作,检查参数,决定是否需要通过cache访问文件。
IO管理

t
磁头总共移动632个磁道,平均寻道长度79
示例:假定开始磁头位于168号磁道,有如下的 请求序列:201,288,140,225,117,227,168,170
117 140 168 170 201 225 227 288
t
公平、简单,但是平均寻道时间较长
最短寻道时间优先SSTF 优先选择请求队列中柱面离磁头最 近的请求,使每次寻道时间最短。
输入输出(I/O)管理
操作系统原理
主要内容
I/O控制方式
高速缓存与缓冲区
假脱机技术(spooling) 磁盘组织与管理
I/O控制方式
1. 程序I/O方式
处理机向控制器发出一条I/O指令启动输入设备输入数据 时,同时把状态寄存器中的忙/闲标志busy臵为1,然后便不 断地循环测试busy。 当busy=1时,表示输入机尚未输完一个字(符),处理机 应继续对该标志进行测试,直至busy=0,表明输入机已将输 入数据送入控制器的数据寄存器中。于是处理机将数据寄存 器中的数据取出,送入内存指定单元中,这样便完成了一个 字(符)的I/O。接着再去启动读下一个数据,并臵busy=1。
示例:假定开始磁头位于168号磁道,有如下的请 求序列:201,288,140,225,117,227,168,170
117 140 168 170 201 225 227 288
t
磁头总共移动226个磁道,平均寻道长度28.3
示例:假定开始磁头位于168号磁道,有如下的请 求序列:201,288,140,225,117,227,168,170
在I/O设备输入每个数据的过程中,由于无需CPU干预, 因而可使CPU与I/O设备并行工作。仅当输完一个数据时,才 需CPU花费极短的时间去做些中断处理。可见,这样可使CPU 和I/O设备都处于忙碌状态,从而提高了整个系统的资源利 用率及吞吐量。
io点分配方法

io点分配方法【最新版4篇】目录(篇1)1.I/O点的概念与分类2.I/O点分配方法的必要性3.I/O点的分配策略4.I/O点分配方法的实际应用5.结论正文(篇1)1.I/O点的概念与分类I/O点,即输入/输出点,是指计算机系统中用于与外部设备进行数据交互的接口。
根据功能不同,I/O点可分为输入点、输出点和双向点。
输入点用于接收外部设备的数据输入,如键盘、鼠标等;输出点用于将计算机系统的数据输出到外部设备,如显示器、打印机等;双向点则可以同时进行数据输入和输出,如触摸屏。
2.I/O点分配方法的必要性随着计算机技术的发展,外部设备日益增多,对 I/O 点的需求也在不断增长。
如何合理地分配 I/O 点,提高计算机系统的运行效率,成为亟待解决的问题。
因此,研究 I/O 点分配方法具有重要的实际意义。
3.I/O点的分配策略I/O点的分配策略主要分为静态分配和动态分配两类。
(1)静态分配:静态分配是指在系统启动时,一次性地将 I/O 点分配给各个外部设备,并在整个运行过程中保持不变。
静态分配的优点是分配过程简单,易于实现;缺点是分配不够灵活,无法根据系统运行状态进行调整。
(2)动态分配:动态分配是指根据系统运行的需要,实时地分配和回收 I/O 点。
动态分配的优点是充分利用 I/O 资源,提高系统运行效率;缺点是分配过程较为复杂,需要考虑多种因素。
4.I/O点分配方法的实际应用在实际应用中,可根据不同场景选择合适的 I/O 点分配方法。
例如,对于不需要频繁插拔的外部设备,可采用静态分配方法;对于需要频繁插拔的外部设备,可采用动态分配方法。
此外,还可将两种方法结合使用,充分发挥各自的优点。
5.结论I/O点分配方法对于提高计算机系统运行效率具有重要作用。
目录(篇2)1.IO 点的概念和重要性2.IO 点的分配方法3.IO 点的分配策略4.IO 点的应用实例正文(篇2)IO 点,即输入输出点,是指在计算机系统中,用于实现数据输入和输出的接口。
io的推挽输出电路 -回复

io的推挽输出电路-回复什么是io的推挽输出电路?IO(I/O)是输入/输出的缩写,指的是一个系统与外部环境进行通信和交互的接口。
在现代电子设备中,IO口通常用于控制外部设备,如开关、传感器、执行器等。
推挽输出电路则是一种常用的IO口工作模式,用来驱动外部负载,例如LED灯、继电器等。
推挽输出电路的工作原理推挽输出电路可以分为两个部分:上拉和下拉。
其中上拉部分负责将输出引脚连接到高电平,下拉部分负责将输出引脚连接到低电平。
通过控制上拉和下拉的状态,可以在输出引脚上产生高电平或低电平。
推挽输出电路的优点1.输出电平稳定:推挽输出电路可以提供稳定的高电平和低电平信号,能够有效地驱动外部负载,避免出现电平不稳定或漂移的问题。
2.输出能力强:推挽输出电路能够提供较大的输出电流,可以驱动一些较大功率的负载,如继电器等。
3.适用范围广:推挽输出电路适用于各种负载类型,包括电感、电容、电阻等,可以满足不同的应用需求。
如何构建io的推挽输出电路?构建IO的推挽输出电路主要包括以下几个步骤:步骤一:准备所需材料和工具。
构建推挽输出电路所需的材料主要包括NPN型晶体管、PNP型晶体管、电阻、电容、连接线等。
工具方面需要焊接工具、万用表等。
步骤二:设计推挽输出电路的电路图。
根据具体的应用需求,设计推挽输出电路的电路图。
电路图通常由输入引脚、输出引脚、晶体管、电阻、电容等元件组成。
步骤三:焊接电路。
根据设计的电路图,使用焊接工具将电路中的元件进行连接。
注意焊接时要保持电路的稳定性和可靠性。
步骤四:测试电路。
完成焊接后,使用万用表等工具对电路进行测试,检查电路的连接是否正确,电路的输出是否符合预期。
步骤五:应用推挽输出电路。
完成电路的测试后,根据具体应用需求,将推挽输出电路与外部设备连接起来,并进行实际应用测试。
注意事项和常见问题1.选择适当的晶体管和元件。
要根据负载的特性选择合适的晶体管和元件,以确保电路的性能和稳定性。
plc编程的io分配表

PLC编程的IO分配表1. 什么是PLC编程的IO分配表?在PLC(可编程逻辑控制器)编程中,IO分配表是一个重要的文档,用于记录PLC系统中所有输入(Input)和输出(Output)连接的设备的信息。
IO分配表提供了一个全面的视图,展示了每个IO点的名称、类型、物理连接、信号描述等重要信息,以便编程人员能够正确配置和操作PLC系统。
IO分配表的编写是PLC编程前的必要步骤之一,它在PLC系统的安全、可靠运行中起到了关键作用。
通过IO分配表,编程人员能够更好地了解每个IO点的功能和连接方式,也能更方便地进行故障排除和系统维护。
2. IO分配表的内容一个完整的IO分配表应包含以下内容:2.1 IO点编号每个IO点都应有一个唯一的编号,以便在编程中准确地引用和操作它。
2.2 IO点名称每个IO点应有一个简明扼要的名称,通常以字母或数字的组合形式表示。
IO点名称应具备一定的描述性,能够准确地反映所连接设备的功能。
2.3 IO点类型IO点类型是指该IO点所连接的设备的性质,例如输入(Input)或输出(Output),以及具体的功能类型,如开关、传感器、马达等。
IO点类型的正确区分对于PLC编程的正确性至关重要。
2.4 IO点物理连接IO点的物理连接是指该IO点所连接的设备的电气连接方式,包括接线端子、插座、开关等。
物理连接的准确描述有助于编程人员正确地布线和连接IO设备。
2.5 IO点信号描述IO点的信号描述是对该IO点所连接设备的工作原理和信号特征的描述。
准确的信号描述能帮助编程人员更好地理解和处理IO信号,在编程过程中起到重要的参考作用。
2.6 IO点状态IO点状态指示该IO点当前的工作状态,一般分为两个状态:开(ON)和关(OFF)。
IO点状态能够用于显示和判断设备的工作情况。
3. IO分配表的作用IO分配表在PLC编程中起到了重要的作用,具体包括以下几个方面:3.1 确保正确的IO配置IO分配表提供了对PLC系统中每个IO点的全面了解,能够帮助编程人员正确配置每个IO点的功能和连接方式。
IO设备——IO设备的概念

IO设备——IO设备的概念⼀.早期阶段:CPU和IO设备串⾏⼯作,分散连接,I/O设备与主存交换信息必须经过CPU.程序查询⽅式:由CPU通过程序不断查询IO设备是否⼰做好准备,从⽽控制IO设备与主机交换信息。
⼆.接⼝模块和DMA阶段:CPU和IO并⾏⼯作,总线连接,IO设备通过接⼝模块连接总线上与CPU交流中断⽅式:只在设备准备就绪并向CPU发出中断请求时才予以响应。
DMA(直接存储器存取)⽅式:主存和IO设备之间有⼀条直接数据通路,当主存和设备交换信息时,⽆需调⽤中断服务程序,CPU⼯作不受影响三.具有IO通道结构的阶段通道:负责管理IO设备以及实现主存与I/O设备之间交换信息的部件(具有特殊功能的处理器);应⽤于⼤中型计算机系统;每个通道挂接若⼲外设通道指令:独⽴执⾏⽤通道指令编写的输⼊输出程序,是从属于CPU的专⽤处理器,依据CPU的I/O指令进⾏启动、停⽌或改变⼯作状态。
依赖通道管理的IO设备在与主机交换信息时,CPU不直接参与管理,故提⾼了CPU的资源利⽤率。
四.具有IO处理机(外围处理机)阶段:基本独⽴于主机⼯作,既可完成I/O通道要完成的I/O控制,⼜可完成码制变换、格式处理、数据块检错、纠错等操作。
具有处理机的输⼈输出系统与CPU⼯作的并⾏性更⾼,IO系统更独⽴性。
IO系统由IO软件和IO硬件两部分构成1.I/O软件:驱动程序、⽤户萨序、管理程序、升级补丁等。
通常采⽤IO指令和通道指令实现CPU和I/O设备的信息交换。
IO指令:是CPU指令的⼀部分。
包括操作码(识别IO指令),命令码(具体操作),设备码(操作对象)指令通道:通道⾃⾝的指令,指出数据的⾸地址,传送字数,操作命令。
通道指令放在主存中;由CPU执⾏启动IO设备的指令,由通道代替CPU对IO设备进⾏管理2.IO硬件:外部设备、设备控制器和接⼝、I/O总线等。
IO⽅式:程序查询⽅式:CPU启动IO程序后,在IO准备及传送数据期间不能执⾏原程序,只能不断查询IO的准备状态。
简述io接口并说出io接口的功能作用

简述i/o接口并说出i/o接口的功能作用主板接口基础知识CPU与外部设备、存储器的连接和数据交换都需要通过接口设备来实现,前者被称为I/O接口,而后者则被称为存储器接口。
存储器通常在CPU的同步控制下工作,接口电路比较简单;而I/O设备品种繁多,其相应的接口电路也各不相同,因此,习惯上说到接口只是指I/O接口。
一、I/0接口的概念1、接口的分类I/O接口的功能是负责实现CPU通过系统总线把I/O电路和外围设备联系在一起,按照电路和设备的复杂程度,I/O接口的硬件主要分为两大类:(1)I/O接口芯片这些芯片大都是集成电路,通过CPU输入不同的命令和参数,并控制相关的I/O电路和简单的外设作相应的操作,常见的接口芯片如定时/计数器、中断控制器、DMA控制器、并行接口等。
(2)I/O接口控制卡有若干个集成电路按一定的逻辑组成为一个部件,或者直接与CPU同在主板上,或是一个插件插在系统总线插槽上。
按照接口的连接对象来分,又可以将他们分为串行接口、并行接口、键盘接口和磁盘接口等。
2、接口的功能由于计算机的外围设备品种繁多,几乎都采用了机电传动设备,因此,CPU在与I/O设备进行数据交换时存在以下问题:速度不匹配:I/O设备的工作速度要比CPU慢许多,而且由于种类的不同,他们之间的速度差异也很大,例如硬盘的传输速度就要比打印机快出很多。
时序不匹配:各个I/O设备都有自己的定时控制电路,以自己的速度传输数据,无法与CPU的时序取得统一。
信息格式不匹配:不同的I/O设备存储和处理信息的格式不同,例如可以分为串行和并行两种;也可以分为二进制格式、ACSII编码和BCD编码等。
信息类型不匹配:不同I/O设备采用的信号类型不同,有些是数字信号,而有些是模拟信号,因此所采用的处理方式也不同。
基于以上原因,CPU与外设之间的数据交换必须通过接口来完成,通常接口有以下一些功能:(1)设置数据的寄存、缓冲逻辑,以适应CPU与外设之间的速度差异,接口通常由一些寄存器或RAM芯片组成,如果芯片足够大还可以实现批量数据的传输;(2)能够进行信息格式的转换,例如串行和并行的转换;(3)能够协调CPU和外设两者在信息的类型和电平的差异,如电平转换驱动器、数/模或模/数转换器等;(4)协调时序差异;(5)地址译码和设备选择功能;(6)设置中断和DMA控制逻辑,以保证在中断和DMA允许的情况下产生中断和DMA请求信号,并在接受到中断和DMA应答之后完成中断处理和DMA传输。
Windows之IOCP

Windows之IOCP IOCP全称I/O Completion Port,中⽂译为I/O完成端⼝。
IOCP是⼀个异步I/O的Windows API,它可以⾼效地将I/O事件通知给应⽤程序,类似于Linux中的Epoll,关于epoll可以参考1. 简介 IOCP模型属于⼀种通讯模型,适⽤于Windows平台下⾼负载服务器的⼀个技术。
在处理⼤量⽤户并发请求时,如果采⽤⼀个⽤户⼀个线程的⽅式那将造成CPU在这成千上万的线程间进⾏切换,后果是不可想象的。
⽽IOCP完成端⼝模型则完全不会如此处理,它的理论是并⾏的线程数量必须有⼀个上限-也就是说同时发出500个客户请求,不应该允许出现500个可运⾏的线程。
⽬前来说,IOCP完成端⼝是Windows下性能最好的I/O模型,同时它也是最复杂的内核对象。
它避免了⼤量⽤户并发时原有模型采⽤的⽅式,极⼤的提⾼了程序的并⾏处理能⼒。
2. 原理图 ⼀共包括三部分:完成端⼝(存放重叠的I/O请求),客户端请求的处理,等待者线程队列(⼀定数量的⼯作者线程,⼀般采⽤CPU*2个) 完成端⼝中所谓的[端⼝]并不是我们在TCP/IP中所提到的端⼝,可以说是完全没有关系。
它其实就是⼀个通知队列,由操作系统把已经完成的重叠I/O请求的通知放⼊其中。
当某项I/O操作⼀旦完成,某个可以对该操作结果进⾏处理的⼯作者线程就会收到⼀则通知。
通常情况下,我们会在创建⼀定数量的⼯作者线程来处理这些通知,也就是线程池的⽅法。
线程数量取决于应⽤程序的特定需要。
理想的情况是,线程数量等于处理器的数量,不过这也要求任何线程都不应该执⾏诸如同步读写、等待事件通知等阻塞型的操作,以免线程阻塞。
每个线程都将分到⼀定的CPU时间,在此期间该线程可以运⾏,然后另⼀个线程将分到⼀个时间⽚并开始执⾏。
如果某个线程执⾏了阻塞型的操作,操作系统将剥夺其未使⽤的剩余时间⽚并让其它线程开始执⾏。
也就是说,前⼀个线程没有充分使⽤其时间⽚,当发⽣这样的情况时,应⽤程序应该准备其它线程来充分利⽤这些时间⽚。
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{
int result=0;
TCHAR buf[512]={0};
::GetModuleFileName( NULL,buf, 512 );
selfPath=buf;
int pos=(int)selfPath.find_last_of('\\');
selfPath=selfPath.substr(0,pos);
//创建完成端口
if (g_hIOCP== NULL)
{
std::string msg="创建完成端口g_hIOCP失败";
PushLog(msg);
return 3;
//创建完成端口失败
}
//cup个数
SYSTEM_INFO sysinfo;
::GetSystemInfo(&sysinfo);
CpuCount=(int)sysinfo.dwNumberOfProcessors;
void Lock(LPCRITICAL_SECTION crit_sec)
{
::EnterCriticalSection(crit_sec);
}
void UnLock(LPCRITICAL_SECTION crit_sec)
{
::LeaveCriticalSection(crit_sec);
}
//初始化变量
std::deque<std::string> runLog; //系统运行日志队列
std::string selfPath=""; //文件所在路径
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
pSession->LoginName="";
pSession->fIsLogin=false;
shutdown(pSession->sock,SD_BOTH);
closesocket(pSession->sock);
pSession->sock=INVALID_SOCKET;
}
smsClient.SetEmptyElement(pSession->nUserIndex);
}
}
void CloseSession(int nIndex)
{
if(smsClient.GetData(nIndex))
{
//告诉客户端服务器要关闭
if(smsClient.GetData(nIndex)->sock!=INVALID_SOCKET)
{
ReplyClient(smsClient.GetData(nIndex),0,0,"");
//关闭清除
WSACleanup();
PushLog("启动服务失败");
return -1;
}
::InitializeCriticalSection(&Csec_Client);
::InitializeCriticalSection(&Csec_log);
CIniFile theFile(selfPath+"\\Config.ini");
{
OVERLAPPED Overlapped;
WSABUF DataBuf;
CHAR Buffer[1024*400];
INT nOvFlag;
} _TCOMPLETIONPORT, * _LPTCOMPLETIONPORT;
//登录到服务器的客户信息
class CClientInfo
{
public:
bool fIsLogin; //是否登录
int nUserIndex; //客户数据在链表的位置
time_t tConnectTime; //连接到服务器的时间
int sendSpeed; //发送短信的每秒最大速率,默认1条每秒
int LinkCheck; //发送连接检查数据未响应次数,如果超过3次未响应则断开连接
}
smsClient.SetEmptyElement(nIndex);
}
}
void CloseSession(CClientInfo* pSession)
{
if(pSession)
{
if(pSession->sock!=INVALID_SOCKET)
{
ReplyClient(pSession,0,0,"");
//重叠IO
OVERLAPPED Overlapped; //关联的重叠IO变量
WSABUF DataBuf; //IO的数据缓冲区
_OP_FLAG nOvFlag; //完成状态标志(op_recv,op_send,op_accept)
SOCKET sock; //客户端套接字
unsigned long total_length; //数据包的总长度
CThreadManage ThreadManage; //线程管理
bool IsIniVars=false; //全局资源是否被初始化过
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
smsClient.GetData(nIndex)->LoginName="";
shutdown(smsClient.GetData(nIndex)->sock,SD_BOTH);
closesocket(smsClient.GetData(nIndex)->sock);
smsClient.GetData(nIndex)->sock=INVALID_SOCKET;
std::string logPath=selfPath+"\\run_log";
//判断文件夹是否存在
if(!PathFileExists(logPath.c_str()))
{
//创建文件夹
::CreateDirectory(logPath.c_str(),NULL);
}
LogFileName=".\\run_log\\Service";
CRITICAL_SECTION Csec_Client; //数据链表操作锁
//当前的客户连接
CWHDynamicArray<CClientInfo> smsClient;
std::string ServerPort=&AL_SECTION Csec_log;
}
}
void CloseClientSession()
#include <process.h>
#include "ServiceThread.h"
extern std::string LogFileName; //日志文件名
//做日志记录
extern void _stdcall PushLog(std::string LogMsg);
//判断连接IP是否有效
服务头文件:
#pragma once
#include <vector>
using namespace std;
//IO操作类型标志
enum _OP_FLAG
{
OP_NONE,
OP_ACCEPT,
OP_RECV,
OP_SEND
};
//完成键结构
typedef struct tag_TCOMPLETIONPORT
extern int _stdcall DealRecvDataPacket(CClientInfo* pClient,CADOConnection& m_ADO);
//删除记录
extern void DeleteRecord(std::string OnlySign,std::string TableName,std::string KeyName,CADOConnection& m_ADO);
//读取监听端口
ServerPort=theFile.GetParamValue("smsQueue","ServerPort");
//ManagePort=theFile.GetParamValue("smsQueue","ManagePort");
//读取超时设置
std::string strSuperTime=theFile.GetParamValue("smsQueue","SuperTime");
extern int _stdcall IsValidIP(CADOConnection& m_ADO,std::string IP);
//删除登录的客户端的记录
extern void DelLoginUser(CADOConnection& m_ADO,std::string UserID);
//将接收的数据包交给分析线程处理
char *stopstring;
SuperTime=strtod(strSuperTime.c_str(),&stopstring);
SuperTime=SuperTime*60*1000;
g_hIOCP = ::CreateIoCompletionPort(INVALID_HANDLE_VALUE, NULL, (ULONG_PTR)NULL, 0);