《操作系统》课程笔记（Ch13-I/O系统）

IO硬件

几种IO方式

• 轮询

• 中断

  • 可屏蔽、不可屏蔽
  • 中断向量、中断优先级

• 直接内存访问DMA

  使用DMA控制器完成一些PIO（程序控制IO），减轻CPU负担

应用程序IO接口

• 块与字符设备
  • 基本行为：read、write、seek
    • 原始IO：将块设备作为简单的线性数组来访问，将设备控制直接交给应用程序
    • 直接IO：操作系统允许一种文件操作模式，以便禁止缓冲和锁定
• 网络设备
  • 利用套接字（socket）接口
• 时钟与定时器
• 非阻塞与异步IO

内核IO子系统

内核提供与IO先关的许多服务，如调度、缓冲、缓存等等。

• IO调度
  • 设备状态表：在设备状态条目上拉链，链元素为排队中的动作
• 缓冲
  • 协调传输速率不匹配的设备
  • 协调传输大小不一的设备
  • 支持应用程序IO的复制语义
• 缓存
• 假脱机与设备预留
• 错误处理
• IO保护

其他问题

流

性能优化

• 减少上下文切换
• 减少设备与应用程序传递数据时内存数据的复制次数
• 通过DMA来分担CPU的数据复制任务