操作系统输入输出 I/O


计算机的三大主要工作是输入、输出和处理。在大多数情况下,最重要的工作是输入/输出,而处理只是附带的。例如,当我们浏览网页或编辑任何文件时,我们的注意力主要集中在读取或输入一些信息,而不是计算答案。操作系统在计算机输入/输出中的基本作用是管理和组织 I/O 操作以及所有 I/O 设备。

连接到计算机的各种设备需要进行控制,这是操作系统设计人员的主要关注点。这是因为 I/O 设备的功能和速度差异很大(例如鼠标、硬盘和 CD-ROM),因此需要不同的方法来控制它们。这些方法构成了 OS 内核的 I/O 子系统,该子系统将内核的其余部分与管理 I/O 设备的复杂性隔离开来。

I/O 硬件

计算机操作许多不同类型的设备。存储设备的常见类别包括磁盘、磁带、传输设备(如网络接口卡、调制解调器)和人机交互设备(如屏幕、键盘等)。

通过电缆或甚至通过空气传输信号与计算机操作系统通信的设备。通过连接点(也称为端口)与机器通信的外围设备(例如串行端口)。每当设备使用一组线或电缆时,这些连接电缆称为“总线”。简单来说,总线是一组线和一个明确定义的协议,该协议描述了一组可以在线上发送的消息。

I/O 端口通常包含四个不同的寄存器:

(1) 控制寄存器,(2) 状态寄存器,(3) 数据输入寄存器,以及 (4) 数据输出寄存器。

  • 主机读取数据输入寄存器以获取输入。

  • 主机写入数据输出寄存器以发送输出。

  • 状态寄存器保存主机可以读取的位。

  • 主机写入控制寄存器以启动命令或更改任何设备的模式。

  • 数据寄存器的大小通常为 1 到 4 字节。一些控制器具有 FIFO 芯片,这些芯片保存多个字节的输入或输出数据,以将控制器的容量扩展到数据寄存器的大小之外。

更新于:2019 年 10 月 17 日

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