intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE

Bài giảng Hệ điều hành: Chương 9 - Thoại Nam, Lê Ngọc Minh

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:9

23
lượt xem
6
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng "Hệ điều hành - Chương 9: I/O System" cung cấp cho người học các kiến thức: Thiết bị phần cứng I/O, giao diện I/O cung cấp ứng dụng, các dịch vụ của OS, hiệu suất I/O. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Hệ điều hành: Chương 9 - Thoại Nam, Lê Ngọc Minh

  1. 09. I/O System ‰ Thieátbò phaàn cöùng I/O ‰ Giao dieän I/O caáp öùng duïng ‰ Caùc dòch vuï cuûa OS ‰ Hieäu suaát I/O Khoa Coâng Ngheä Thoâng Tin – Ñaïi Hoïc Baùch Khoa Tp.HCM -XIII.1- Thieát bò phaàn cöùng I/O ‰ Caùc thieát bò I/O raát nhieàu, ña chuûng loaïi, khaùc bieät veà nhieàu maët (hình daùng, kích thöôùc, chöùc naêng, toác ñoä,…) ⇒ caàn coù caùc phöông thöùc quaûn lyù, ñieàu khieån töông öùng khaùc nhau. Caùc phöông thöùc naøy taïo neân lôùp I/O subsystem cuûa kernel. ‰ Ñieåm “hoäi tuï” chung cho caùc thieát bò I/O – Port – Bus (daisy chain, shared direct access) – Controller (device controller, SCSI host adapter) ‰ Cô cheá giao tieáp giöõa CPU vaø thieát bò I/O – Duøng leänh I/O ñeå taùc ñoäng tröïc tieáp leân caùc thanh ghi (döõ lieäu, traïng thaùi, leänh) cuûa controller. – Memory-mapped I/O Khoa Coâng Ngheä Thoâng Tin – Ñaïi Hoïc Baùch Khoa Tp.HCM -XIII.2- CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 1
  2. Caáu truùc Bus trong PC Khoa Coâng Ngheä Thoâng Tin – Ñaïi Hoïc Baùch Khoa Tp.HCM -XIII.3- Moät soá “port” trong PC Khoa Coâng Ngheä Thoâng Tin – Ñaïi Hoïc Baùch Khoa Tp.HCM -XIII.4- CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 2
  3. Caùc cô cheá thöïc hieän I/O ‰ Cô cheá polling (busy-waiting) – Kieåm tra traïng thaùi cuûa thieát bò khi muoán thöïc hieän I/O ƒ Ready hoaëc Busy hoaëc Error – Tieâu toán thôøi gian laëp quay voøng ñeå kieåm tra traïng thaùi (busy-wait) vaø thöïc hieän I/O. ‰ Cô cheá ngaét quaõng (interrupt) – CPU coù moät ngoõ Interrupt Request (IR), ñöôïc kích hoaït bôûi thieát bò I/O. – Neáu coù ngaét xaûy ra (IR = active) ⇒ chuyeån quyeàn ñieàu khieån cho trình ñieàu khieån ngaét (interrupt handler) – Caùc ngaét coù theå bò che (maskable) hoaëc khoâng bò che (non-maskable) – Heä thoáng coù moät baûng vector ngaét chöùa ñòa chæ caùc trình phuïc vuï ngaét (interrupt routine). – Cô cheá ngaét cuõng coù theå duøng xöû lyù caùc söï kieän khaùc trong heä thoáng (loãi chia cho 0, loãi vi phaïm vuøng nhôù,...) Khoa Coâng Ngheä Thoâng Tin – Ñaïi Hoïc Baùch Khoa Tp.HCM -XIII.5- Chu kyø I/O vôùi ngaét quaõng Khoa Coâng Ngheä Thoâng Tin – Ñaïi Hoïc Baùch Khoa Tp.HCM -XIII.6- CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 3
  4. Baûng vector ngaét treân Pentium Khoa Coâng Ngheä Thoâng Tin – Ñaïi Hoïc Baùch Khoa Tp.HCM -XIII.7- Caùc cô cheá I/O (t.t) ‰ Cô cheá DMA (Direct Memory Access) – Caùc cô cheá polling vaø interrupt, goïi chung laø programmed I/O, khoâng thích hôïp khi thöïc hieän di chuyeån khoái löôïng lôùn döõ lieäu. – Cô cheá DMA caàn coù phaàn cöùng hoã trôï ñaëc bieät, ñoù laø DMA controller – Cô cheá DMA thöïc hieän truyeàn döõ lieäu tröïc tieáp giöõa thieát bò I/O vaø boä nhôù maø khoâng caàn söï can thieäp cuûa CPU. Khoa Coâng Ngheä Thoâng Tin – Ñaïi Hoïc Baùch Khoa Tp.HCM -XIII.8- CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 4
  5. 6 böôùc thöïc hieän DMA Khoa Coâng Ngheä Thoâng Tin – Ñaïi Hoïc Baùch Khoa Tp.HCM -XIII.9- Giao dieän I/O caáp öùng duïng ‰ Muïc tieâu: OS cung caáp moät giao dieän I/O chuaån hoùa, thuaàn nhaát cho caùc öùng duïng. – Ví duï: moät öùng duïng in taøi lieäu ra maùy in maø khoâng caàn bieát hieäu maùy in, ñaëc tính maùy in,... ‰ Giao dieän laøm vieäc ñoù laø caùc I/O system call cuûa OS. ‰ Trình ñieàu khieån thieát bò (device driver) seõ laø caàu noái giöõa kernel vaø caùc boä ñieàu khieån thieát bò (device controller). ‰ Ñaëc tính cuûa thieát bò raát ña daïng – Character-stream vs. Block – Sequential vs.Random-Access – Sharable vs. Dedicated – Toác ñoä truy xuaát – Read-write, Read Only, Write-Only. Khoa Coâng Ngheä Thoâng Tin – Ñaïi Hoïc Baùch Khoa Tp.HCM -XIII.10- CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 5
  6. Caáu truùc I/O caáp kernel Khoa Coâng Ngheä Thoâng Tin – Ñaïi Hoïc Baùch Khoa Tp.HCM -XIII.11- Ñaëc tính cuûa caùc thieát bò I/O Khoa Coâng Ngheä Thoâng Tin – Ñaïi Hoïc Baùch Khoa Tp.HCM -XIII.12- CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 6
  7. Caùc dòch vuï I/O ‰ Giao dieän chuaån cho nhoùm thieát bò coù lieân quan – Thieát bò khoái (block device) ƒ Disk ƒ Caùc taùc vuï: read, write, seek – Thieát bò kí töï (character device) ƒ Keyboard, mouse, serial port, line printer,... ƒ Taùc vuï: get, put – Thieát bò maïng (network device) ƒ Block hoaëc character. ƒ Socket Interface treân Unix, Windows/NT,... – Clock vaø Timer ƒ Cung caáp thôøi gian hieän taïi, timer ƒ Coù theå laäp trình ñöôïc. Khoa Coâng Ngheä Thoâng Tin – Ñaïi Hoïc Baùch Khoa Tp.HCM -XIII.13- Caùc kieåu truy xuaát I/O ‰ Blocking - process bò suspended cho ñeán khi I/O hoaøn taát. – Deã daøng söû duïng. – Khoâng hieäu quaû trong moät soá tröôøng hôïp. ‰ Non-blocking – process seõ tieáp tuïc thöïc thi ngay sau leänh goïi I/O. – Ví duï: data copy (buffered I/O) – Thöôøng hieän thöïc vôùi multi-threading. – Khoù kieåm soaùt keát quaû thöïc hieän I/O. ‰ Asynchronous – process vaãn thöïc thi trong luùc heä thoáng ñang thöïc hieän I/O. – Khoù söû duïng. – I/O subsystem baùo hieäu cho process khi I/O hoaøn taát. Khoa Coâng Ngheä Thoâng Tin – Ñaïi Hoïc Baùch Khoa Tp.HCM -XIII.14- CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 7
  8. Boä phaän I/O subsystem ôû kernel ‰ Ñònh thôøi caùc yeâu caàu I/O – Caùc yeâu caàu I/O xeáp haøng taïi caùc haønh ñôïi cuûa moãi thieát bò – Baûo ñaûm coâng baèng, hieäu suaát cao. ‰ Ñeäm döõ lieäu (buffering) – löu döõ lieäu taïm thôøi trong boä nhôù khi thöïc hieän I/O – Giaûi quyeát tröôøng hôïp cheânh leäch toác ñoä, kích thöôùc döõ lieäu khi thöïc hieän I/O ‰ Caching ‰ Spooling ‰ Xöû lyù loãi (error handling) – OS can recover from disk read, device unavailable, transient write failures – Most return an error number or code when I/O request fails – System error logs hold problem reports Khoa Coâng Ngheä Thoâng Tin – Ñaïi Hoïc Baùch Khoa Tp.HCM -XIII.15- Chu kyø cuûa moät yeâu caàu I/O Khoa Coâng Ngheä Thoâng Tin – Ñaïi Hoïc Baùch Khoa Tp.HCM -XIII.16- CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 8
  9. Hieäu suaát thöïc hieän I/O ‰ Hieäu suaát I/O aûnh höôûng raát lôùn ñeán hieäu suaát toaøn heä thoáng. Toác ñoä I/O thöôøng raát chaäm. – Yeâu caàu CPU thöïc hieän caùc leänh ñieàu khieån cuûa device driver, cuûa kernel I/O code. – Chuyeån ngöõ caûnh vì caùc I/O interrupt, chi phí copy döõ lieäu göûi nhaän. Rieâng caùc thieát bò maïng thì phuï thuoäc vaøo baêng thoâng cuûa maïng maùy tính. ‰ Taêng hieäu suaát thöïc hieän I/O – Giaûm soá laàn chuyeån ngöõ caûnh, giaûm thieåu quaù trình copy döõ lieäu (baèng caching,...) – Giaûm soá laàn ngaét quaõng (truyeàn khoái döõ lieäu lôùn, duøng caùc boä controller thoâng minh, duøng cô cheá polling,...) – Söû duïng DMA neáu coù theå. Khoa Coâng Ngheä Thoâng Tin – Ñaïi Hoïc Baùch Khoa Tp.HCM -XIII.17- Ví duï giao tieáp qua maïng Khoa Coâng Ngheä Thoâng Tin – Ñaïi Hoïc Baùch Khoa Tp.HCM -XIII.18- CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 9
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2