5、设备管理篇

厨子大约 3 分钟操作系统原创面试题设备管理程序厨

5.设备管理

设备控制器：位于CPU 和I/O之间，其接收来自CPU的指令，并控制I/O设备。

1.程序直接控制方式

向CPU和I/O设备设备控制器发出命令之后，然后就需要一直检测状态寄存器的值，判断是否结束任务，结束之后再去执行下一个任务。

2.中断控制方式

这个也很容易理解，当CPU 向设备控制器发出启动指令后，则去做其他工作，设备控制器完成任务后，则会发送一个中断指令，告诉他，我已经完成任务了，然后让其继续回来处理任务。但是这样也存在问题，中断过多的话，则会耗费大量CPU时间。

3.DMA控制方式

数据传输的基本单位是块，然后传输过程是DMA控制器直接于内存交换，仅在传送一个或多个块的开始或结束时，才需CPU干预。

中断控制方式在每个数据传输完之后中断CPU，DMA是一批数据全部传输完才进行中断。

4.通道控制方式

通道控制方式和DMA类似，但是所需要的CPU干预更少，我们可以将他理解成一个简单的控制器，代理CPU进行处理。

I/O核心子系统是设备控制的各类方法，其提供的主要服务就是I/O调度，高速缓存与缓冲区、设备分配与回收、假脱机。

I/O调度：就是确定一个好的顺序来执行I/O请求。因为应用程序所发布系统调用顺序不一定总是最佳选择，所以需要通过调度来改善系统的整体性能。主要是通过重新安排任务队列顺序以改善系统总体调用。

引入缓存：引入缓冲后可以降低设备对CPU的中断频率，放宽对中断响应时间的限制。

缓存的分类

这个是经常用到的，我们系统中有一些独占设备，然后某个进程获得了独占设备的使用权，但是却不经常使用，却又卡着让别人用不了，这就造成了资源的浪费，所以我们将独占设备改造成共享设备，提高利用率。

主要原理是，利用输入缓冲区，输入井，输出缓冲区，输出井来完成。