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5.1 I/O系统概览, I/O系统的基本功能, I/O软件系统模型 - Coggle Diagram
5.1 I/O系统概览
I/O系统的基本功能
为用户共享时提供方便
确保正确共享
典型共享设备：磁盘
错误处理
方便用户使用I/O设备
与设备的无关性
抽象的逻辑设备名
隐藏物理设备的细节
设备控制器
硬件设备
，有若干存放控制命令的寄存器和存放参数的寄存器
用户通过这些（命令和参数），控制外部设备完成操作
对设备抽象，隐藏实现细节，
仅向上层提供
少量的
抽象的I/O命令
为了对
不同
的设备进行控制，配有设备控制器，
提高CPU和I/O设备利用率
对I/O设备进行控制
驱动程序
控制方式
中断
打印机、键盘（低速设备），传输单位是字/字节
直接存储器DMA
磁盘、光盘（高速设备），传输单位是数据块
轮询
I/O通道
与设备传输率、传输的数据单位等因素有关
提高处理机和I/O设备的利用率
并行
I/O软件系统模型
层次结构
设备驱动程序
与硬件直接相关，实现操作指令
进程和设备控制器之间的
通信程序
抽象
I/O请求→
具体
I/O请求
由厂商提供
中断处理程序
保存中断环境，转入中断处理程序，处理后恢复现场，返回被中断进程
直接与硬件交互
设备独立性软件
提高I/O系统可适配性和可扩展性，增加和替换不需要修改软件
硬件
用户层I/O软件
用户调用该层提供的库函数对设备操作
上下接口
软件/硬件（RW/HW）接口
中断处理程序和设备控制器之间
I/O系统接口
流设备接口
网络通信接口
块设备接口
块设备管理程序
与高层接口
隐藏磁盘二维接口
抽象命令映射为低层操作
向上层提供对设备进行操作的抽象I/O命令
（用户层提供库函数）
用户层软件和设备独立性软件之间
接口之间是I/O系统