第六章 输入输出系统

合集下载

输入输出系统简称IO系统(与“系统”有关的文档共6张)

输入输出系统简称IO系统(与“系统”有关的文档共6张)
第六章 输入/输出系统
6.1 引 言
1. 输入/输出系统简称I/O系统
包括: I/O设备 I/O设备与处理机的连接
2. I/O系统的重要性
◆ 完成与外部系统的信息交换,是Von Neumann
结构计算机的重要组成部分之一。 ◆ 衡量指标
第一页,共6页。
1/6
6.1 引 言
响应时间(Response Time)
够减少系统响应时间。 仍然会导致CPU处于空闲状态。 CPU性能浪费在I/O上。
第三页,共6页。
3/6
6.1 引 言
例6.1 假设一台计算机的I/O处理占10%,当其CPU性 能改进,而I/O性能保持不变时,系统总体性能会出现什 么变化?
如果CPU的性能提高10倍 如果CPU的性能提高100倍
仍I/O然设会备导与致处C理P机U处的于连空接闲◆状态可。 切换的进程数量有限,当I/O处理较慢时,
◆ 完成与外部系统的信息交换,是Von Neumann
仍然会导致CPU处于空闲状态。 ◆ 完成与外部系统的信息交换,是Von Neumann
结构计算机的重要组成部分之一。 1 I/O系统性能与CPU性能 如果CPU性能提高100倍,程序的计算时间为: CPU性能浪费在I/O上。 ◆ 多进程技术只能够提高系统吞吐率,并不能
解:假设原来的程序执行时间为1个单位时间。如果 CPU的性能提高10倍,程序的计算(包含I/O处理)时 间为:
(1 - 10%)/10 + 10% = 0.19
第四页,共6页。
4/6
6.1 引 言
即整机性能只能提高约5倍,差不多有50%的
CPU性能浪费在I/O上。 如果CPU性能提高100倍,程序的计算时间为: (1 - 10%)/100 + 10% = 0.109

计算机原理 第六章输入输出系统

计算机原理 第六章输入输出系统

1
2
3
为保证总线所传输的信息的有效性,总线 信息应具有单一性:在同一时刻至多只能有一 个部件向总线发送信息,但可以有多个部件同 时接收总线信息。
1. 总线电路: 输出挂在总线上的部件需通过“总线电路” 向总线发送信息。
总线电路由三态输出器件(TSL器件)承担。 input TSL control output
1. ISA总线:用于IBM PC/XT 微机系统,(8086),一共62根信号线, 其中20根地址线,8根数据线,4个读写信号,6个中断请求线,3 路DMA请求,还包括时钟、电源线和地等,总线带宽 8.33 MB/s。
2.EISA总线 (80386), 数据线扩展到了32位,带宽达到了33.3MB/s。 3. PCI总线:(Peripheral component interconnection)(外围部 件互连) 总线频率为33 MHZ→66MHZ→133MHZ, 可以直接连接高速外部 设备。 同步时序总线,对地址信号和数据信号分时复用, 64根线,采用集中式的总线仲裁方式。 4.AGP总线(加速图形接口总线) AGP总线把主存和显存连接起来,不再走PCI总线。 5.USB总线(通用串行总线)主要用于连接低速输入输出设备。 带宽为1.5MB/s。
3. 控制总线CB(Control Bus) 控制总线用来传送各类控制/状态信号。
包括I/O读写命令,MEMR/W存储器读写命令,应答信号,总线请求与 总线使用信号,复位信号,时钟信号等。
4. 电源线
许多总线标准中都包含了电源线的定义,主要有+5V逻辑电源;GND逻 辑电源地;-5V辅助电源;±12V辅助电源。
2.计数器查询方式
在计数器查询方式中,总线上的任一设备申请使用总线时,通过 BR线发出总线请求。

第六章输入输出接口基础(CPU与外设之间的数据传输)

第六章输入输出接口基础(CPU与外设之间的数据传输)

§6.1 接口的基本概念
3、什么是微机接口技术?
处理微机系统与外设间联系的技术 注意其软硬结合的特点 根据应用系统的需要,使用和构造相应的接 口电路,编制配套的接口程序,支持和连接 有关的设备
§6.1 接口的基本概念
4、接口的功能
⑴对I/O端口进行寻址,对送来的片选信号进行 识别;
(2)根据读/写信号决定当前进行的是输入操作还 是输出操作,对输入输出数据进行缓冲和锁存 输出接口有锁存环节;输入接口有缓冲环节 实际的电路常见: 输出锁存缓冲环节、输入锁存缓冲环节
对接口内部寄存器的寻址。
P279
§6.2 CPU与外设之间数据的传送方式
CPU与外设之间传输数据的控制方式通常有 三种: 程序方式:
• 无条件传送方式和有条件传送方式
中断方式 DMA方式
§6.2 CPU与外设之间数据的传送方式
一、程序方式 指用输入/输出指令,来控制信息传输
的方式,是一种软件控制方式,根据程序控 制的方法不同,又可以分为无条件传送方式 和条件传送方式。
输入数据寄存器:保存外设给CPU的数据 输出数据寄存器:保存CPU给外设的数据
⑵ 状态寄存器
保存外设或接口电路的状态
⑶ 控制寄存器
保存CPU给外设或接口电路的命令
§6.1 接口的基本概念
接口电路的外部特性 主要体现在引脚上,分成两侧信号 面向CPU一侧的信号:
用于与CPU连接 主要是数据、地址和控制信号
程序不易阅读(不易分 清访存和访问外设)
00000
I/O 部分
§6.1 接口的基本概念
独立编址方式
FFFFF
优点:
I/O端口的地址空间独立
内存 空间
控制和地址译码电路相对简单 FFFF I/O

第6章 输入输出系统-选择题

第6章 输入输出系统-选择题

第6章输入输出系统(I/O管理)-选择题1.以下关于设备属性的叙述中,正确的是()。

A.字符设备的基本特征是可寻址到字节,即能指定输入的源地址或输出的目标地址B.共享设备必须是可寻址的和可随机访问的设备C.共享设备是指同一时间内允许多个进程同时访问的设备D.在分配共享设备和独占设备时都可能引起进程死锁2.虚拟设备是指()A.允许用户使用比系统中具有的物理设备更多的设备B.允许用户以标准化方式来使用物理设备C.把一个物理设备变换成多个对应的逻辑设备D.允许用户程序不必全部装入主存便可使用系统中的设备3.磁盘设备的1O控制主要采取()方式A.位B.字节C.帧D. DMA4.为了便于上层软件的编制,设备控制器通常需要提供()A.控制寄存器、状态寄存器和控制命令B.1/O地址寄存器、工作方式状态寄存器和控制命令C.中断寄存器、控制寄存器和控制命令D.控制寄存器、编程空间和控制逻辑寄存器5.在设备控制器中用于实现设备控制功能的是()A. CPUB.设备控制器与处理器的接C.I/O逻辑D.设备控制器与设备的接口6.在设备管理中,设备映射表(DMT)的作用是()A.管理物理设备B.管理逻辑设备C.实现输入/输出D.建立逻辑设备与物理设备的对应关系7.DMA方式是在()之间建立一条直接数据通路A.I/O设备和主存B.两个I/O设备C.I/O设备和CPUD.CPU和主存8.通道又称1/O处理机,它用于实现()之间的信息传输。

A.内存与外设B.CPU与外设C.内存与外存D.CPU与外存9.在操作系统中,()指的是一种硬件机制A.通道技术B.缓冲池C. Spooling技术D.内存覆盖技术10.若1O设备与存储设备进行数据交换不经过CPU来完成,则这种数据交换方式是()A.程序查询B.中断方式C.DMA方式D.无条件存取方式11.计算机系统中,不属于DMA控制器的是()A.命令/状态寄存器B.内存地址寄存器C.数据寄存器D.堆指针寄存器12.()用作连接大量的低速或中速1O设备A.数据选择通道B.字节多路通道 D.I/O处理机C.数据多路通道13.在下列问题中,()不是设备分配中应考虑的问题A.及时性B.设备的固有属性C.设备独立性D.安全性14.将系统毎台设备按某种原则统一进行编号,这些编号作为区分硬件和识别设备的代号,该编号称为设备的()A.绝对号B.相对号C.类型号D.符号15.关于通道、设备控制器和设备之间的美系,以下叙述中正确的是()A.设备控制器和通道可以分别控制设备B.对于同一组输入输出命令,设备控制器、通道和设备可以并行工作回C.通道控制设备控制器、设备控制器控制设备工作D.以上答案都不对16.有关设备管理的叙述中,不正确的是()A.通道是处理输入输出的软件B.所有设备的启动工作都由系统统一来做C.来自通道的IO中断事件由设备管理负责处理D.编制好的通道程序是存放在主存中的17.【2010统考真题】本地用户通过健盘登录系统时,首先获得健盘输入信息的程序是()A.命令解释程序B.中断处理程序C.系统调用服务程序D.用户登录程序18. I/O中断是CPU与通道协调工作的一种手段,所以在()时,便要产生中断A.CPU执行“启动I/O”指令而被通道拒绝接收B.通道接收了CPU的启动请求C.通道完成了通道程序的执行D.通道在执行通道程序的过程中19.一个计算机系统配置了2台绘图机和3台打印机、为了正确驱动这些设备,系统应该提供()个设备驱动程序A.5B.3C.2D.120.将系统调用参数翻译成设备操作命令的工作由()完成A.用户层I/OB.设备无关的操作系统软件C.中断处理D.设备驱动程序21.【2017统考真题】系统将数据从磁盘读到内存的过程包括以下操作①DMA控制器发出中断请求②初始化DMA控制器并启动磁盘③从磁盘传输一块数据到内存缓冲区④执行“DMA结束”中断服务程序正确的执行顺序是()A.③→①→②→④B.②→③→①→④C.②→①→③→④D.①→②→①→③22.【2011统考真题】用户程序发出磁盘I/O请求后,系统的正确处理流程是()A.用户程序→系统调用处理程序→中断处理程序→设备驱动程序B.用户程序→系统调用处理程序→设备驱动程序→中断处理程序C.用户程序→设备驱动程序→系统调用处理程序→中断处理程序D.用户程序→设备驱动程序→中断处理程序→系统调用处理程序23.【2012统考真题】操作系统的I/O子系统通常由4个层次组成,每层明确定义了与邻近层次的接口,其合理的层次组织排列顺序是()A.用户级1O软件、设备无关软件、设备驱动程序、中断处理程序B.用户级1O软件、设备无关软件、中断处理程序、设备驱动程序C.用户级1/O软件、设备驱动程序、设备无关软件、中断处理程序D.用户级IO软件、中断处理程序、设备无关软件、设备驱动程序24.【2013统考真题】用户程序发出磁盘I/O请求后,系統的处理流程是:用户程序→系统调用处理程序→设备驱动程序→中断处理程序。

2016华侨大学计算机科学与技术操作系统简答题

2016华侨大学计算机科学与技术操作系统简答题

简答题一、第一章操作系统引论1.实时系统与分时系统的区别?1)多路性。

1.实时信息处理系统也按分时原则为多个终端用户服务。

2.实施控制系统的多路性则主要表现在系统周期地对多路现场信息进行采集,以及对多个对象或多个执行机构进行控制。

3.分时系统中的多路性则与用户情况有关,时多时少。

2)独立性1.实时信息处理系统中的每个终端用户在向实时系统提出服务请求时,是彼此独立的操作,互不干扰。

2.实时控制系统中,对信息的采集和对象的控制也都是彼此互不干扰。

3)及时性1.实时信息处理系统对实时性的要求与分时系统类似,都是以人所能接受的等待时间来确定的。

2.实时控制系统的及时性,则是以控制对象所要求的开始截至时间或完成截止时间来确定的。

4)交互性1.实时信息处理系统中,人与系统的交互仅限于访问系统中某些特定的专用服务程序2.分时系统可以向终端用户提供数据处理和资源共享服务。

5)可靠性1.分时系统和实时系统均要求系统可靠,实时系统比分时系统更可靠。

2.操作系统的主要功能1)处理机管理1.进程同步:进程同步的主要任务是为多个进程(含线程)的运行进行协调(两种协调方式)a)进程互斥方式b)进程同步方式2.进程通信:进程通信的主要任务就是用来实现在相互合作的进程之间的信息交换。

3.调度:在传统的操作系统中,包括作业调度和进程调度两步2)存储器管理1.内存分配:分为静态和动态两种方式2.内存保护:主要任务是确保没到用户程序都在自己的内存空间内运行,彼此互不干扰。

3.地址映射:逻辑地址和物理地址4.内存扩充3)设备管理1.缓冲管理2.设备分配3.设备处理4)文件管理1.文件存储空间的管理:其主要任务是为每个文件分配必要的外存空间,提高外存的利用率,并能有助于提高问价系统的存取速度.2.目录管理3.文件读写管理与保护5)操作系统与用户的接口1.用户接口a)联机用户接口b)脱机用户接口c)图形用户接口2.程序接口二、第二章进程管理1.进程的特征:由于程序是不能参与并发执行的,为使其并发执行,应为之配置进程控制块1)结构特征1.由程序段,相关的数据段和进程控制块(PCB)三部分构成了进程实体。

计算机操作系统第四版-汤小丹-教案

计算机操作系统第四版-汤小丹-教案
Leabharlann 图1-6 多道程序的运行情况
2. 多道批处理系统的优缺点 多道批处理系统的优缺点如下: (1) 资源利用率高。引入多道批处理能使多道程序交替 运行,以保持CPU处于忙碌状态;在内存中装入多道程序可 提高内存的利用率;此外还可以提高I/O设备的利用率。 (2) 系统吞吐量大。能提高系统吞吐量的主要原因可归 结为:① CPU和其它资源保持“忙碌”状态;② 仅当作业 完成时或运行不下去时才进行切换,系统开销小。
图1-4 单道批处理系统的处理流程
2. 单道批处理系统的缺点 单道批处理系统最主要的缺点是,系统中的资源得不到 充分的利用。这是因为在内存中仅有一道程序,每逢该程序 在运行中发出I/O请求后,CPU便处于等待状态,必须在其 I/O完成后才继续运行。又因I/O设备的低速性,更使CPU的 利用率显著降低。图1-5示出了单道程序的运行情况,从图 可以看出:在t2~t3、t6~t7时间间隔内CPU空闲。
图1-2 I/O软件隐藏了I/O操作实现的细节
1.1.3 推动操作系统发展的主要动力 1.不断提高计算机资源利用率 2. 方便用户 3. 器件的不断更新换代 4. 计算机体系结构的不断发展 5. 不断提出新的应用需求
1.2 操作系统的发展过程
在20世纪50年代中期,出现了第一个简单的批处理OS; 60年代中期开发出多道程序批处理系统;不久又推出分时系 统,与此同时,用于工业和武器控制的实时OS也相继问世。 20世纪70到90年代,是VLSI和计算机体系结构大发展的年代, 导致了微型机、多处理机和计算机网络的诞生和发展,与此 相应地,也相继开发出了微机OS、多处理机OS和网络OS, 并得到极为迅猛的发展。
目录
第一章 操作系统引论 第二章 进程的描述与控制 第三章 处理机调度与死锁 第四章 存储器管理 第五章 虚拟存储器 第六章 输入输出系统 第七章 文件管理 第八章 磁盘存储器的管理 第九章 操作系统接口 第十章 多处理机操作系统 第十一章 多媒体操作系统 第十二章 保护和安全

操作系统题目第6章

操作系统题目第6章

第六章输入输出系统1、通过硬件和软件的功能扩充,把原来独占的设备改造成若干用户共享的设备,这种设备称为()。

A、存储设备B、系统设备C、虚拟设备D、用户设备2、CPU输出数据的速度远远高于打印机的打印速度,为解决这一矛盾,可采用()。

A、并行技术 B.通道技术C、缓冲技术D、虚存技术3、为了使多个进程能有效的同时处理I/O,最好使用()结构的缓冲技术。

A、缓冲池B、单缓冲区C、双缓冲区D、循环缓冲区4、磁盘属于①(),信息的存取是以②()单位进行的,磁盘的I/O控制主要采取③()方式,打印机的I/O控制主要采取③()方式。

①A、字符设备 B、独占设备 C、块设备D、虚存设备②A、位(bit) B、字节C、桢D、固定数据块③A、循环测试 B、程序中断 C、DMA D、SPOOLing5、下面关于设备属性的论述中正确的为()。

A、字符设备的一个基本特征是不可寻址的,即能指定输入时的源地址和输出时的目标地址B、共享设备必须是可寻址的和可随机访问的设备C、共享设备是指在同一时刻内,允许多个进程同时访问的设备D、在分配共享设备和独占设备时,都可能引起进程死锁6、下面关于虚拟设备的论述中,正确的是()。

A、虚拟设备是指允许用户使用比系统中具有的物理设备更多的设备B、虚拟设备是指把一个物理设备变成多个对应的逻辑设备C、虚拟设备是指允许用户以标准化方式来使用物理设备D、虚拟设备是指允许用户程序不必全部装入内存便可使用系统中的设备7、通道是一种特殊①(),具有②()能力,它用于实现③()之间的信息传输。

①A、I/O设备B、设备控制器C、处理机D、I/O控制器②A、执行I/O指令集 B、执行CPU指令集C、传输I/O指令D、运行I/O进程③A、内存与外设B、CPU与外设C、内存与外存D、CPU与外存8、为实现设备分配,应为每类设备设置一张①(),在系统中配置一张①(),为实现设备的独立性,系统中应设置一张②()。

①A、设备控制表B、控制器控制表C、系统设备表D、设备分配表②A、设备开关表B、I/O请求表C、系统设备表D、逻辑设备表9、下面不适合于磁盘调度算法的是()。

第六章_基本输入输出接口技术

第六章_基本输入输出接口技术

20
6.3 CPU与外设之间的数据传送方式
[例] 设状态端口地址为086H,数据端口地址为084H,外 设忙碌D7=1,请用查询方式写出CPU从存储器缓冲区 Buffer送出1KB的数据给外设的程序段。 LEA SI , Buffer ;取Buffer的有效地址送SI MOV CX , 1000 ;循环次数 W1: MOV DX, 086H ;状态端口地址送DX W2: IN AL , DX ;从状态端口读入状态信息 AND AL,80H ; BUSY=0? JNZ W2 ; BUSY=1,返回继续查询 MOV AL,[SI] ; BUSY=0,取数据 MOV DX, 084H ;数据端口地址送DX OUT DX,AL ;数据输出到数据端口 INC SI ;SI指向下一个字节数据 LOOP W1 ;CX-1送CX≠0,循环 HLT ;CX=0,传送结束
FFFFF
内存 空间 I/O 空间
10
§6-2 I/O端口的编址与访问
二、 I/O端口地址的译码方法:
I/O端口地址译码的一般原则是:把CPU用于I/O端口寻址 的地址线分为高位地址线和低位地址线两部分:
将低位地址线直接连到I/O接口芯片的相应地址引脚, 实现片内寻址,即选中片内的端口。 将高位地址线与CPU的控制信号组合,经地址译码电 路产生I/O接口芯片的片选信号。 常见的译码器: 2/4线译码器74LS139 3/8线译码器74LS138
返回断点

6.3 CPU与外设之间的数据传送方式
关于中断的几点说明:
采用中断的数据传送方式时,外设处于主动申请地 位,CPU配合进行数据传送;CPU不必反复去查询 外设的状态,而是可以与外设“并行工作”,因此 提高了CPU的工作效率,并且更具有实时性。
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

§6.5 字节输出流OutputStream
输 出字节流的方法 public abstract void write(int b) throws IOException; public void write(byte[] b) throws IOException; public void write(byte[] b,int off,int len) throws IOException;
StringBufferInputStream:读字符串
FilterInputStream:读数据时处理数据(抽)
BufferedInputStream:基本缓冲 DataInputStream:原始数据类型 LineNumberInputStream:支持行数字 PushBackInputStream:读完允许放回
public abstract int read() throws IOException;
public int read(byte[] b) throws IOException;
public int read(byte[] b,int off,int len) throws IOException;
System.out public final static PrintStream out = new PrintStream(); print(),println(),write() System.err public final static PrintStream err = new PrintStream(); print(),println(),write()
public long skip(long n) throws IOException;
public int available() throws IOException; public void close() throws IOException; public void mark(int readlimit); public void reset() throws IOException;
§6.1 流和文件--常见流类
ng.Object java.io.File java.io.RandomAccessFile java.io.InputStream
java.io.OutputStream
java.io.Reader java.io.Writer
§6.2 标准输入/输出
§6.3 文件File
2. 文件属性测试
public boolean canRead():是否能读指定的文件; public boolean canWrite():是否能修改指定的文件; public boolean exists():指定的文件是否存在; public boolean isFile():指定的文件是否是一般文件; public boolean isHidden():指定的文件是否是隐藏文 件; public boolean isAbsolute():指定的文件是否是绝对 路径;
public boolean markSupported() ;
§6.4 字节输入流InputStream
ng.Object
FileInputStream:读文件的流 PipedInputStream:内部线程通信的输入流 ByteArrayInputStream:读字节数组
java.io.InputStream SequenceInputStream:合并输入流的输入流 (抽象类)
public void flush() throws IOException;
public void close() throws IOException;
§6.5 字节输出流OutputStream
ng.Object FileOutputStream:写文件的流 PipedOutputStream:内部线程输出流 ByteArrayOutputStream:写字节数组 java.io.OutputStream FilterOutputStream:写数据时处理
§6.4 字节输入流InputStream
FileInputStream 建立字节文件输入流:
FileInputStream myFileStream = new FileInputStream(”etc/motd”);
File myFile = new File(”etc/motd”); FileInputStream myFileStream = new FileInputStream( myFile);
第六章 输入/输出系统
流与文件
标准输入/输出 流输入/输出
§6.1 流和文件
流:数据从计算机的输入向输出流动,即流的产生。 流有两种:文本流(字符)和二进制流(字节)
在JAVA里,流是一些类。
外部设备
输入流
计算机内部
输出流 外部设备
文件也是一个逻辑概念。计算机的所有设备都可理解 为一个文件。流可与文件建立联系。(File)
§6.3 文件File
File类提供的方法
1.
文件名的操作(如)
public String getName():返回文件对象名字符串;
public String toString():返回文件名字符串;
public String getParent():返回文件对象父路径名字符串;
public File getParentFile():返回文件对象父文件名;
} }
§6.3 文件File
创建一个新的文件对象
File(String pathname)
File myFile = new File(〝etc/motd〞); File(String parent,String child) File myFile = new File(〝/etc 〞, 〝 motd〞); File(File parent,String child) File myDir = new File(〝/etc 〞); File myFile = new File(myDir, 〝 motd〞);
标准输入输出属于系统类。系统类实现了用户使 用资源时的系统无关编程接口:是最终类;所有变量 和方法都是静态的;不用初始化(NEW)就可以使用
System.in public final static InputStream in = new InputStream();
read(),read(byte b[],int off,int len),read(byte b[])
§6.2 标准输入/输出(例)
import java.io.*; public class Count{
public static void main(String args[]){
try{ int count = 0; while (System.in.read()!=-1) count++; System.out.println("input has"+count+"chars"); }catch(IOException e){ System.err.println("Caught IOException:"+e.toString()); }
public String getAbsolutePath():返回绝对路径名字符 串; public static File createTempFile(String prefix, String suffix,File directory) throws IOException public static File createNewFile() throws IOException
public boolean isDirectory():指定的文件是否是目录;
§6.3 文件File
3.
一般文件信息和工具
public long lastModified():返回文件最后被修改的 时间; public long length():返回文件的字节长度; public boolean delete():删除指定的文件,若为目 录必须为空才能删除; public void deleteOnExit():当虚拟机执行结束时, 删除指定文件或目录;
AudioInputStream:输入音频数据
ObjectInputStream:直接进行对象的读
§6.4 字节输入流InputStream
FileInputStream 重写父类中方法: public int read() throws IOException; public int read(byte[] b) throws IOException; public int read(byte[] b,int off,int len) throws IOException; public long skip(long n) throws IOException; public int available() throws IOException; public void close() throws IOException; 重写Object类中方法: protected void finalize() throws IOException; 自己定义方法: public final FileDescriptor getFD() throws IOException; 不支持mark(), reset();
public void write(byte[] b,int off,int len) throws IOException;
public void close() throws IOException; 重写Object类中方法: protected void finalize() throws IOException; 自己定义方法: public final FileDescriptor getFD() throws IOException;
相关文档
最新文档