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第七章

第七章. 裝置管理. 朱肇明 資管系 講師 大華技術學院. 周邊裝置的分類. 依裝置的功能來分 — 儲存裝置， I/O 裝置。 依裝置的資訊儲存方式來分 — 字元裝置，區塊裝置，位元串流裝置。 依裝置的共用性來分 -- 獨佔裝置，共用裝置，虛擬裝置。 其他分類方式. 匯流排. 磁碟. 鍵盤. 螢幕. 圖形顯示控制器. CPU. 磁碟控制器. 鍵盤控制器. 記憶體. 個人電腦常見的匯流排架構. CPU. 螢幕. 前端匯流排. 系統晶片. 記憶體. 圖形顯示控制器. 記憶體匯流排. AGP 匯流排. PCI 匯流排.

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第七章

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  1. 第七章 裝置管理 朱肇明 資管系 講師 大華技術學院

  2. 周邊裝置的分類 • 依裝置的功能來分—儲存裝置，I/O裝置。 • 依裝置的資訊儲存方式來分—字元裝置，區塊裝置，位元串流裝置。 • 依裝置的共用性來分--獨佔裝置，共用裝置，虛擬裝置。 • 其他分類方式

  3. 匯流排 磁碟 鍵盤 螢幕 圖形顯示控制器 CPU 磁碟控制器 鍵盤控制器 記憶體

  4. 個人電腦常見的匯流排架構 CPU 螢幕 前端匯流排 系統晶片 記憶體 圖形顯示控制器 記憶體匯流排 AGP匯流排 PCI匯流排 IDE磁碟控制器 擴充匯流排介面 網路控制器 鍵盤 磁碟 磁碟 擴充匯流排 並列控制器 序列控制器 網路 磁碟 磁碟 com1 印表機

  5. 裝置控制器 • 為了節省的CPU負擔，CPU並不會直接去控制裝置的存取細節，而是將比較高階的存取命令傳送給裝置控制器，再由控制器去處理實際的存取動作。 • 要跟控制器溝通，只要對其上的暫存器進行讀寫即可 • 控制器暫存器存取的兩種方法 1.port I/O 2. 記憶體映射I/O

  6. 常用PC的I/O port位址

  7. I/O與CPU間的溝通 送出讀取 命令 送出讀取 命令 送出讀取 命令給DMA CPU去做其他事情 I/O控制器重出中斷 CPU去做其他事情 I/O控制器重出中斷 讀取I/O的狀態 讀取I/O的狀態 讀取IDMA的狀態 讀取錯誤 讀取錯誤 檢查狀態 檢查狀態 下個指令 未就緒 未就緒 就緒 就緒 從I/O控制器讀取字組 從I/O控制器讀取字組 將字組寫入記憶體 將字組寫入記憶體 完成所有資料傳送? 完成所有資料傳送? 否 否 是 是 是 下個指令 下個指令 (C)DMA (A)忙碌等待 (B)中斷

  8. I/O軟體結構

  9. 中斷處理程式 裝置控制器DMA控制器送出中斷 執行中段處理常式 取出行程控制資訊 CPU完成目前指令 CPU確認中斷 繼續執行原本行程 將行程控制資訊存入堆疊

  10. 裝置驅動程式 • 由一組I/O處理程式所組成，包含下列程式: • 初始化程式 • 裝置操作程式 • 中斷處理程式 • 離開程式

  11. 核心I/O子系統 • 提供應用程式統一的介面 • 排程 • 裝置的保護 • 緩衝 • 快取 • 錯誤處理 • 使用者層級I/O軟體

  12. 使用者層級I/O軟體 送出I/O請求 I/O完成 使用者行程 系統呼叫 自系統呼叫返回 是否已有所需資料 傳送資料或錯誤訊息給行程 是 核心子系統 否 送出請求給裝置驅動程式行程是需要進入懸置狀態 核心子系統 裝置驅動程式 傳回I/O狀態資訊 傳送適當命令給控制器 擷取狀態與資料送出信號給驅動程式 中斷處理程式 中斷 裝置控制器 I/O完成，產生中斷 監控裝置

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