设备管理培训课件3

linux操作系统华软软件学院电子系华软软件学院电子系P1P1教学内容教学内容设备管理设备管理nI/O设备的硬件结构设备的硬件结构n 外设与主机的外设与主机的I/O控制方式控制方式n 通道技术通道技术n 设备的分配与释放设备的分配与释放n 设备驱动设备驱动n 缓冲技术缓冲技术n 虚拟设备虚拟设备n I/O系统的软件组织系统的软件组织linux操作系统华软软件学院电子系华软软件学院电子系P2P2教学要求教学要求了解设备的分类及通道、缓冲技术了解设备的分类及通道、缓冲技术理解设备的分配与释放及虚拟设备理解设备的分配与释放及虚拟设备掌握外设与主机信息交换的掌握外设与主机信息交换的IO控制方式控制方式linux操作系统华软软件学院电子系华软软件学院电子系P3P3操作系统整体结构操作系统整体结构linux操作系统华软软件学院电子系华软软件学院电子系P4P4linux操作系统华软软件学院电子系华软软件学院电子系P5P5linux操作系统华软软件学院电子系华软软件学院电子系P6P6设备管理设备管理设备管理概述设备管理概述n设备管理是计算机中实现对外部设备进行管理、设备管理是计算机中实现对外部设备进行管理、数据传输控制的模块（除数据传输控制的模块（除CPU和内存）和内存）n是系统资源管理中最复杂、最多样化的部分是系统资源管理中最复杂、最多样化的部分n设备管理实现并行操作，以实现其高利用率设备管理实现并行操作，以实现其高利用率u与与CPU并行并行u与其他设备并行与其他设备并行n设备管理基于硬件提供的通道、设备物理性能，设备管理基于硬件提供的通道、设备物理性能，实现多任务、多进程共享外部设备实现多任务、多进程共享外部设备n大部分外部设备属于临界资源，具备互斥特性大部分外部设备属于临界资源，具备互斥特性linux操作系统华软软件学院电子系华软软件学院电子系P7P7设备管理设备管理设备管理的任务和功能设备管理的任务和功能n任务：任务：u对对I/O设备的选择、分配和控制设备的选择、分配和控制u为用户提供友好的界面（接口）为用户提供友好的界面（接口）u提高设备之间、设备与提高设备之间、设备与CPU之间的并发度。之间的并发度。n功能：功能：u提供友好（或者统一）的接口提供友好（或者统一）的接口u实施设备的分配和回收实施设备的分配和回收u实现设备之间、设备与实现设备之间、设备与CPU之间的并行操作之间的并行操作u解决设备与解决设备与CPU之间的速度匹配（缓冲技术）之间的速度匹配（缓冲技术）linux操作系统华软软件学院电子系华软软件学院电子系P8P8设备的分类设备的分类按数据传输按数据传输的的数量分类数量分类块设备（Block DeviceBlock Device）：）：指以数据块为单位来组织指以数据块为单位来组织和传送数据信息的设备。典型的块设备是磁盘，每个和传送数据信息的设备。典型的块设备是磁盘，每个盘块的大小为盘块的大小为256B256B4KB4KB。字符设备（字符设备（Character DeviceCharacter Device）：）：指以单个字符为单指以单个字符为单位来传送数据信息的设备。这类设备一般用于数据的位来传送数据信息的设备。这类设备一般用于数据的输入和输出，有交互式终端、打印机等。输入和输出，有交互式终端、打印机等。输入输入ls l/dev查看设备列表，以查看设备列表，以c或或b开头的是什么设备？开头的是什么设备？linux操作系统华软软件学院电子系华软软件学院电子系P9P9设备的分类设备的分类按资源分配的角度分类按资源分配的角度分类独占设备：指指在在一一段段时时间间内内只只允允许许一一个个用用户户（进进程程）访访问问的的设设备备，大大多多数数低低速速的的I/OI/O设设备备，如如用用户户终终端端、打打印印机机等等属属于于这这类类设设备备。因因为为独独占占设设备备属属于于临临界界资资源源，所所以以多多个个并并发发进进程程必必须互斥地进行访问。须互斥地进行访问。共享设备：指指在在一一段段时时间间内内允允许许多多个个进进程程同同时时访访问问的的设设备备。显显然然，共共享享设设备备必必须须是是可可寻寻址址的的和和可可随随机机访访问问的的设设备备。典典型型的的共共享享设设备备是是磁磁盘盘。共共享享设设备备不不仅仅可可以以获获得得良良好好的的设设备备利利用用率，而且是实现文件系统和数据库系统的物质基础。率，而且是实现文件系统和数据库系统的物质基础。虚拟设备：指指通通过过虚虚拟拟技技术术将将一一台台独独占占设设备备变变换换为为若若干干台台供供多多个个用用户户（进进程程）共共享享的的逻逻辑辑设设备备。一一般般可可以以利利用用假假脱脱机机技技术（术（SPOOLingSPOOLing技术）实现虚拟设备。技术）实现虚拟设备。linux操作系统华软软件学院电子系华软软件学院电子系P10P10I/O设备物理特征设备物理特征输入输出设备都是以字符为I/O传输的基本单位每传送一个字符就发生一次I/O中断输入输出设备的物理特征输入输出设备的物理特征I/O传输必须以完整的块为基本单位设备每传送完一块发生一次中断存储型设备的物理特征存储型设备的物理特征IO设备的物理特性设备的物理特性linux操作系统华软软件学院电子系华软软件学院电子系P11P11磁盘的物理特性磁盘的物理特性柱面柱面扇区扇区磁臂磁臂磁头磁头硬硬盘盘linux操作系统华软软件学院电子系华软软件学院电子系P12P12时钟时钟n时钟也是一种外部设备，时钟既不是字符设备，也不是块时钟也是一种外部设备，时钟既不是字符设备，也不是块设备设备n可编程时钟有如下操作模式：可编程时钟有如下操作模式：u单触发模式单触发模式u方波模式方波模式终端终端n存储映像终端：包括显示器和输入键盘，该类终端直接和存储映像终端：包括显示器和输入键盘，该类终端直接和主机相连主机相连nRS-232终端：通过一次传输一位的串行口与计算机通信终端：通过一次传输一位的串行口与计算机通信nX终端：连接在以太网中和主机进行通信终端：连接在以太网中和主机进行通信linux操作系统华软软件学院电子系华软软件学院电子系P13P13外设与主机的外设与主机的I/O控制方式控制方式循环循环I/O测试方式测试方式n用户程序直接控制用户程序直接控制I/O操作，测试指令测试一台设操作，测试指令测试一台设备的忙备的忙/闲标志，决定主存与外设之间是否要传输，闲标志，决定主存与外设之间是否要传输，直到该标志为直到该标志为“闲闲”时，才能继续执行下面的时，才能继续执行下面的I/O操作指令操作指令程序中断程序中断I/O方式方式n用户用户进程通过进程通过CPU发出指令启动外设，仅当发出指令启动外设，仅当I/O操作正常或异常结束时，操作正常或异常结束时，I/O控制器向控制器向CPU发出发出中断信号，中断信号，CPU进行中断处理。进行中断处理。linux操作系统华软软件学院电子系华软软件学院电子系P14P14外设与主机的外设与主机的I/O控制方式控制方式直接内存存取方式（直接内存存取方式（DMA）n外设和内存之间直接进行数据交换，不需要外设和内存之间直接进行数据交换，不需要CPUCPU干预，多干预，多用于块设备的数据传输用于块设备的数据传输n过程如下：过程如下：u当进程要求设备输入数据时，当进程要求设备输入数据时，CPUCPU把准备存放输入数据把准备存放输入数据的内存地址和字节数送入的内存地址和字节数送入DMADMA控制器。然后设置标志位，控制器。然后设置标志位，启动设备，开始数据输入启动设备，开始数据输入u发出数据输入要求的进程进入阻塞，调度其他进程进发出数据输入要求的进程进入阻塞，调度其他进程进入入CPUCPUu输入设备挪用输入设备挪用CPUCPU工作周期，将数据从外部缓冲区送入工作周期，将数据从外部缓冲区送入内存内存uDMADMA控制器在传输完成时，发出中断信号，控制器在传输完成时，发出中断信号，CPUCPU进入中进入中断处理程序断处理程序u中断处理完毕后，中断处理完毕后，CPUCPU返回被中断的进程返回被中断的进程linux操作系统华软软件学院电子系华软软件学院电子系P15P15外设与主机的外设与主机的I/O控制方式控制方式通道方式通道方式n通道是一个独立于通道是一个独立于CPU的专管输入输出控制的处的专管输入输出控制的处理机，它控制设备与内存直接进行数据交换。理机，它控制设备与内存直接进行数据交换。n通道有自己的通道指令，由通道指令构成通道程通道有自己的通道指令，由通道指令构成通道程序。由序。由CPU启动通道工作，通道通过执行通道程启动通道工作，通道通过执行通道程序控制数据传输，并在操作结束时向序控制数据传输，并在操作结束时向CPU发中断发中断信号，由信号，由CPU进行传输结束中断处理通道。进行传输结束中断处理通道。linux操作系统华软软件学院电子系华软软件学院电子系P16P16CPU与与IO设备的连接设备的连接图形控制器监控器处理机存储控制器缓存内存SCSI控制器IDE磁盘控制器扩展总线内部接口键盘串口并口磁盘磁盘磁盘磁盘SCSI总线PCI总线扩展总线图5.1 典型的PC总线结构linux操作系统华软软件学院电子系华软软件学院电子系P17P17控制器控制器屏蔽访问设备的具体的时序；屏蔽访问设备的具体的时序；CPU操作控制器，提供命令和数据给控制器，操作控制器，提供命令和数据给控制器，由控制器操纵由控制器操纵IO设备设备现有的大多数控制器由以下三部分组成：现有的大多数控制器由以下三部分组成：n控制器与控制器与CPU接口：接口：用于实现控制器与用于实现控制器与CPU之间之间的通信，该接口有三类信号线分别为数据线、地的通信，该接口有三类信号线分别为数据线、地址线、控制线址线、控制线n设备控制器与设备接口：设备控制器与设备接口：一个控制器可以连接一一个控制器可以连接一台或多台设备，相应有一个或多个接口，每个接台或多台设备，相应有一个或多个接口，每个接口连接一台设备口连接一台设备nI/O逻辑：逻辑：用于对用于对I/O进行控制进行控制linux操作系统华软软件学院电子系华软软件学院电子系P18P18通道类型通道类型选择通道选择通道(selector channel)：可以连接多个外设，而一可以连接多个外设，而一次只能访问其中一个外设，执行一道通道程序（单道工作次只能访问其中一个外设，执行一道通道程序（单道工作方式）。以块为单位传送数据，速度快，适合高速外部设方式）。以块为单位传送数据，速度快，适合高速外部设备。如：磁盘，磁带。备。如：磁盘，磁带。字节多路字节多路(byte multiplexor channel)通道通道：以字节为单以字节为单位传送数据，多个外设分时轮流使用通道（分时系统工作位传送数据，多个外设分时轮流使用通道（分时系统工作方式）。适合连接低速字符设备。方式）。适合连接低速字符设备。数组多路数组多路(block multiplexor channel)通道：通道：以块为单位以块为单位传送数据传送数据,可以并发访问多个外设，分时执行多道通道程序可以并发访问多个外设，分时执行多道通道程序。适合连接中高速外部设备。如：磁盘，磁带。适合连接中高速外部设备。如：磁盘，磁带。linux操作系统华软软件学院电子系华软软件学院电子系P19P19处理过程处理过程1)当进程要求设备输入数据时，当进程要求设备输入数据时，CPU执行执行Start指令指令指明指明I/O操作、操作、通道程序地址、通道程序地址、设备号和对应的通设备号和对应的通道。道。2)对应通道接收到对应通道接收到CPU发来的启动指令之后开始工发来的启动指令之后开始工作，把存放在内存中的通道指令程序读出并执行，作，把存放在内存中的通道指令程序读出并执行，并设置对应设备的并设置对应设备的I/O控制其中的控制状态寄存器，控制其中的控制状态寄存器，是设备开始工作。是设备开始工作。3)设备准备好数据，由设备准备好数据，由通道通道把数据送往通道指令指把数据送往通道指令指定的内存区域。定的内存区域。4)若数据传送结束，通道通过若数据传送结束，通道通过中断中断请求线发中断信请求线发中断信号请求号请求CPU做中断处理。做中断处理。linux操作系统华软软件学院电子系华软软件学院电子系P20P20 中央处理机中央处理机内存内存字节多路通道字节多路通道数组多路通道数组多路通道选择通道选择通道卡片卡片输入机输入机卡片卡片输入机输入机打印机打印机磁盘磁盘磁带磁带通道结构通道结构linux操作系统华软软件学院电子系华软软件学院电子系P21P21设备分配设备分配系统设备表系统设备表SDT：每个系统设备占一表目每个系统设备占一表目设备控制表设备控制表UCB：每个设备一张每个设备一张控制器控制表控制器控制表CUCB：每个控制器一张每个控制器一张通道控制表通道控制表CCB：每个通道一张每个通道一张按一定算法进行设备分配按一定算法进行设备分配，包括设备、设包括设备、设备控制器及通道备控制器及通道确保确保n“有有”用户能得到设备使用权。用户能得到设备使用权。n“安全安全”用户使用设备是安全的。用户使用设备是安全的。linux操作系统华软软件学院电子系华软软件学院电子系P22P22设备分配的数据结构设备分配的数据结构表目i表目1UCB指针获得设备的进程设备标识设备类型控制器等待队列尾控制器等待队列首CUCB指针设备忙闲标记设备标识设备类型控制忙闲标记控制器等待队列尾控制器等待队列首CCB指针控制器标识通道忙闲标记通道等待队列尾通道等待队列首通道标识SDTUCB设备控制表控制器控制表CUCBCCB通道控制表等待进程队列linux操作系统华软软件学院电子系华软软件学院电子系P23P23UCB数据结构数据结构Struct devtab Struct devtab int dvid;/int dvid;/设备标识设备标识设备标识设备标识 int dvadd;/int dvadd;/设备地址设备地址设备地址设备地址 int*dvec;/int*dvec;/中断向量中断向量中断向量中断向量 int*dvbuf;/int*dvbuf;/缓冲区指针缓冲区指针缓冲区指针缓冲区指针 int*dvque;/int*dvque;/等待队列等待队列等待队列等待队列 int(*dvinit)();/int(*dvinit)();/初始化初始化初始化初始化 int(*dvopen)();/int(*dvopen)();/打开打开打开打开int(*dvcloseint(*dvclose)();/)();/设备关闭设备关闭int(*dvreadint(*dvread)();/)();/设备读设备读int(*dvwriteint(*dvwrite)();/)();/设备写设备写int(*dvseekint(*dvseek)();/)();/设备查询设备查询int(*dvcntlint(*dvcntl)();/)();/设备控制设备控制int(*dvgetcint(*dvgetc)();/)();/取字符取字符int(*dvputcint(*dvputc)();/)();/送字符送字符dctdct;linux操作系统华软软件学院电子系华软软件学院电子系P24P24设备分配的原则设备分配的原则设备分配总原则：充分发挥设备利用率，设备分配总原则：充分发挥设备利用率，避免由于不合理分配引起进程死锁。避免由于不合理分配引起进程死锁。具体考虑以下方面：具体考虑以下方面：n设备的固有属性设备的固有属性（独占、共享、虚拟）。（独占、共享、虚拟）。n设备分配算法（先来先服务、优先级）。设备分配算法（先来先服务、优先级）。n设备分配的安全性（安全或不安全分配设备分配的安全性（安全或不安全分配方式）。方式）。n设备独立性（用户程序独立于使用的物设备独立性（用户程序独立于使用的物理设备）。理设备）。linux操作系统华软软件学院电子系华软软件学院电子系P25P25设备分配方式设备分配方式静态分配静态分配：在进程分创建时分配，在：在进程分创建时分配，在进程退出时释放；进程退出时释放；u优缺点：不会出现死锁；优缺点：不会出现死锁；u设备利用率不高；设备利用率不高；动态分配动态分配：在进程执行过程中根据需：在进程执行过程中根据需要分配，使用结束后释放；要分配，使用结束后释放；u优缺点优缺点：需要考虑死锁问题需要考虑死锁问题u有利于提高设备利用率有利于提高设备利用率linux操作系统华软软件学院电子系华软软件学院电子系P26P26设备调度设备调度-输入输出调度算法输入输出调度算法先到先服务算法先到先服务算法最短查找时间优先算法最短查找时间优先算法扫描算法（电梯算法）扫描算法（电梯算法）N步扫描法步扫描法linux操作系统华软软件学院电子系华软软件学院电子系P27P27缓冲技术缓冲技术缓冲缓冲n是两种不同速度的设备之间传输信息时平滑传是两种不同速度的设备之间传输信息时平滑传输过程的常用手段。输过程的常用手段。不同的缓冲方式不同的缓冲方式n缓冲器缓冲器(硬缓冲硬缓冲)u缓冲器是用来暂时存放数据的一种存储装置，缓冲器是用来暂时存放数据的一种存储装置，它容量较小，存取速度快。它容量较小，存取速度快。n软件缓冲软件缓冲u在在I/O操作期间用来临时存放操作期间用来临时存放I/O数据的一块数据的一块存储区域。存储区域。linux操作系统华软软件学院电子系华软软件学院电子系P28P28缓冲类别缓冲类别单缓冲单缓冲(single buffer)：设一个缓冲区，：设一个缓冲区，CPU和和外设轮流使用，外设轮流使用，一方处理完之后接着等待对方处一方处理完之后接着等待对方处理。理。双缓冲双缓冲(double buffer)：设两个缓冲区，：设两个缓冲区，CPU和和外设都可以连续处理而无需等待对方。要求外设都可以连续处理而无需等待对方。要求CPU和外设的速度相近。和外设的速度相近。多缓冲多缓冲(multiply buffer)：多个缓冲区，：多个缓冲区，CPU和和外设的处理速度可以相差较大。如用于输入或输外设的处理速度可以相差较大。如用于输入或输出的环形缓冲区。（一般是专用）出的环形缓冲区。（一般是专用）缓冲池缓冲池(bufferpool)：由多个缓冲区构成，既可：由多个缓冲区构成，既可用于输入也可用于输出，多个进程共享，可用于用于输入也可用于输出，多个进程共享，可用于多种设备。（通用，利用率高）多种设备。（通用，利用率高）linux操作系统华软软件学院电子系华软软件学院电子系P29P29缓冲类别缓冲类别I/O设备输入用户进程操作系统I/O设备输入用户进程操作系统输入I/O设备用户进程操作系统(a)(b)(c)(a)单缓冲;(b)双缓冲;(c)循环缓冲linux操作系统华软软件学院电子系华软软件学院电子系P30P30虚拟设备虚拟设备虚拟设备的思想是，独占型设备与内存进程之间加入共享型设备作为过渡因为共享型设备速度快，进程I/O传输所需的时间较短，提高了进程执行速度由于信息在独占型设备与共享型设备之间的传输时连续进行的，独占型设备在占用期间一直使用，提供了设备资源的利用率linux操作系统华软软件学院电子系华软软件学院电子系P31P31SPOOLing技术技术SPOOLing技术技术nSimultaneous Peripheral Operation On Line（并发（并发的非实质性在线操作）的非实质性在线操作）nSPOOLing又被称为又被称为“假脱机假脱机”技术技术n输入井：在磁盘用于虚拟输入设备的专门空间。该井输入井：在磁盘用于虚拟输入设备的专门空间。该井用于收容输入设备上的输入数据用于收容输入设备上的输入数据n输出井：在磁盘用于虚拟输出设备的专门空间。该井输出井：在磁盘用于虚拟输出设备的专门空间。该井用于收容用户进程需要输出的数据用于收容用户进程需要输出的数据n虚拟分配：当进程请求虚拟分配：当进程请求I/O时，时，OS给进程分配的不是真给进程分配的不是真正的物理设备，而是这些可共享的、并与物理设备有正的物理设备，而是这些可共享的、并与物理设备有逻辑联系的虚拟设备逻辑联系的虚拟设备-“井井”n采用共享的方式为进程分配一个共享设备采用共享的方式为进程分配一个共享设备“井井”n将将“井井”与指定的独占设备关联与指定的独占设备关联SPOOLing技术，实际上技术，实际上就是一种磁盘缓冲技术就是一种磁盘缓冲技术linux操作系统华软软件学院电子系华软软件学院电子系P32P32SPOOLing技术技术磁盘磁盘虚拟设备虚拟设备1 1虚拟设备虚拟设备2 2虚拟设备虚拟设备3 3虚拟设备虚拟设备4 4进程进程AA进程进程B B进程进程C C进程进程DD输入设备输入设备输出设备输出设备虚拟设备及其虚拟分配输入井输入井输出井输出井虚虚拟拟分分配配linux操作系统华软软件学院电子系华软软件学院电子系P33P33I/O系统的软件组织系统的软件组织操作系统操作系统I/O硬件管理硬件管理I/O软件管理软件管理上层用户程序（应用层）上层用户程序（应用层）设备设备控制器控制器命令寄存器命令寄存器底层硬件设备（物理层）底层硬件设备（物理层）中断处理程序中断处理程序设备驱动程序设备驱动程序与设备无关的与设备无关的I/O软件软件用户空间的用户空间的I/O软件软件状态寄存器状态寄存器数据寄存器数据寄存器linux操作系统华软软件学院电子系华软软件学院电子系P34P34Linux 的设备管理的设备管理Linux 系统把每一个系统把每一个I/O设备看成一个设备看成一个文件，即设备文件文件，即设备文件。Linux 设备管理：设备管理：n向上（面向用户）提供设备文件的系统调用向上（面向用户）提供设备文件的系统调用n向下（面向设备）内核将控制权交给设备驱动，由其完向下（面向设备）内核将控制权交给设备驱动，由其完成底层的设备驱动。成底层的设备驱动。Linux 系统用主设备号和从设备号来标识设备。系统用主设备号和从设备号来标识设备。n主设备号（主设备号（major number）描述控制这个设备的驱动程）描述控制这个设备的驱动程序，驱动程序和主设备号一一对应，主设备号相同的设序，驱动程序和主设备号一一对应，主设备号相同的设备使用同一个驱动程序。备使用同一个驱动程序。n从设备号（从设备号（minor number）用来区分同一个驱动程序控）用来区分同一个驱动程序控制的不同设备。制的不同设备。设备驱动程序接口设备驱动程序接口nLinux 设备管理向其他子系统提供了一个统一的接口，即设备管理向其他子系统提供了一个统一的接口，即通过结构通过结构file_operations 来完成。来完成。linux操作系统华软软件学院电子系华软软件学院电子系P35P35Linux 的设备驱动程序的框架的设备驱动程序的框架设备驱动程序与外界的接口分为三部分设备驱动程序与外界的接口分为三部分n驱动程序与操作系统内核的接口驱动程序与操作系统内核的接口n驱动程序与系统引导的接口驱动程序与系统引导的接口n驱动程序与设备的接口驱动程序与设备的接口设备驱动设备的程序结构分为如下几部分设备驱动设备的程序结构分为如下几部分n驱动程序的注册与注销；驱动程序的注册与注销；n设备的打开与释放；设备的打开与释放；n设备的读写操作；设备的读写操作；n设备的控制操作；设备的控制操作；n设备的中断和轮询处理。设备的中断和轮询处理。linux操作系统华软软件学院电子系华软软件学院电子系P36P36Linux 的块设备驱动程序的块设备驱动程序接口接口nIDE 硬盘为块设备，因此采用了缓冲技术硬盘为块设备，因此采用了缓冲技术linux操作系统华软软件学院电子系华软软件学院电子系P37P37Linux 的块设备驱动程序的块设备驱动程序接口的注册与注销接口的注册与注销n通过通过ide_init()进行初始化，包括设置硬盘的初值进行初始化，包括设置硬盘的初值init_ide_data()，设置，设置PCI_IDE 接口参数接口参数probe_for_hwifs()等。最终等。最终调用块设备注册函数调用块设备注册函数register_blkdev()来完成向内核得来完成向内核得的注册。的注册。读写请求队列读写请求队列n当内核要求数据传输时，他将请求发送到请求队列，请当内核要求数据传输时，他将请求发送到请求队列，请求队列再传给设备的请求函数。求队列再传给设备的请求函数。处理读写请求处理读写请求nIDE 硬盘驱动程序通过硬盘驱动程序通过request 结构向硬盘发送读写请求。结构向硬盘发送读写请求。linux操作系统华软软件学院电子系华软软件学院电子系P38P38Linux 的字符设备驱动程序的字符设备驱动程序linux操作系统华软软件学院电子系华软软件学院电子系P39P39小小 结结设备分类设备分类设备分类设备分类n n字符设备、块设备字符设备、块设备字符设备、块设备字符设备、块设备n n独占型设备、共享型设备、虚拟设备独占型设备、共享型设备、虚拟设备独占型设备、共享型设备、虚拟设备独占型设备、共享型设备、虚拟设备外设与主机的外设与主机的外设与主机的外设与主机的I/OI/OI/OI/O控制方式控制方式控制方式控制方式n n循环循环循环循环I/OI/OI/OI/O测试方式、程序中断测试方式、程序中断测试方式、程序中断测试方式、程序中断I/OI/OI/OI/O方式、直接内存存取方方式、直接内存存取方方式、直接内存存取方方式、直接内存存取方式、通道方式式、通道方式式、通道方式式、通道方式I/OI/OI/OI/O系统的软件组织系统的软件组织系统的软件组织系统的软件组织n n中断处理程序、设备驱动程序、与设备无关的中断处理程序、设备驱动程序、与设备无关的中断处理程序、设备驱动程序、与设备无关的中断处理程序、设备驱动程序、与设备无关的I/OI/OI/OI/O软件、软件、软件、软件、用户空间的用户空间的用户空间的用户空间的I/OI/OI/OI/O软件软件软件软件LinuxLinuxLinuxLinux系统把系统把系统把系统把I/OI/OI/OI/O设备当做文件（设备文件）进行管理设备当做文件（设备文件）进行管理设备当做文件（设备文件）进行管理设备当做文件（设备文件）进行管理linux操作系统华软软件学院电子系华软软件学院电子系P40P40下周总复习下周总复习预习内容预习内容本PPT为可编辑版本，您看到以下内容请删除后使用，谢谢您的理解【解析】【解答】（1）氯化钠是由钠离子和氯离子构成的；金刚石是由碳原子构成的；干冰是由二氧化碳分子构成的；（2）质子数为11的是钠元素，钠元素原子的最外层电子数1，在化学反应中容易失去一个电子形成阳离子；（3）化学变化是生成新分子的变化，其实质是分子分解成原子，原子重新组合形成新的分子，故该反应中没有变的是碳原子和氧原子。故答案为：氯化钠；失去；D。【分析】物质有微粒构成，构成物质的微粒有原子、分子、离子是那种，金属、稀有气体由原子构成；常见气体由分子构成；碱和盐由离子构成。在化学变化中，原子种类、质量、数目保持不变。26.用微粒的观点解释下列现象：（1）今年我国要求“公共场所全面禁烟”非吸烟者往往因别人吸烟而造成被动吸烟。（2）夏天钢轨间的缝隙变小。【答案】（1）分子是在不断的运动的.（2）夏天温度高，铁原子间的间隔变小.【考点】物质的微粒性【解析】【解答】（1）吸烟生成烟雾，烟雾分子因为运动，扩散到空气中，使非吸烟者被动吸入烟雾分子，造成被动吸烟；（2）钢轨由铁原子构成.每两根钢轨间都有一定的间隙，夏天由于气温高，使得钢轨中铁原子的间隔变大，表现为钢轨的体积膨胀，则钢轨间的间隙变小.故答案为：（1）分子是在不断运动的；（2）夏天高温，铁原子间的间隔变小.【分析】微粒观点的主要内容：物质是由分子（或原子构成），分子间有间隔，分子处于永停息的运动状态中.（1）烟雾分子属气体分子，在空气中扩散较快，使非吸烟者被动吸烟；（2）铁原子间有一定的间隔，温度升高，则铁原子间间隔变大，反之则变小，夏天高温状态下，铁原子间间隔变大，使得钢轨体积膨胀，则钢轨间的缝隙变小.【考点】物质的微粒性【解析】【解答】（1）铁属于金属单质，是由铁原子直接构成；氯化钠是由钠离子和氯离子构成的；二氧化碳是由二氧化碳分子构成的（2）当质子数=核外电子数，为原子，a=2+8=10，该粒子是原子原子序数=质子数=10当a=8时，质子数=8，核外电子数=10，质子数核外电子数，为阴离子。故答案为：原子；离子；分子；10；10；阴离子。【分析】物质有微粒构成，构成物质的微粒有原子、分子、离子是那种，金属、稀有气体由原子构成；常见气体由分子构成；碱和盐由离子构成。当核电荷数等于核外电子数，表示原子，小于时表示阴离子，大于时表示阳离子。25.初中化学学习中，我们初步认识了物质的微观结构。（3）升高温度分子运动速度就加快，只要能说明温度高了运动速度快了的例子都可以，例如阳光下或者温度高衣服干得快，温度高水蒸发的快，糖在热水里比在冷水里溶解的快等；（4）由于注射器装入的药品少，现象明显，又是封闭状态，所以可以控制体积节省药品、可以减少气体挥发造成的污染等故答案为：（1）固体；（2）分子的质量大小或者相对分子质量大小（合理即给分）；（3）阳光下或者温度高衣服干得快，温度高水蒸发的快，糖在热水里比在冷水里溶解的快等；（4）可以控制体积节省药品、可以减少气体挥发造成的污染等【分析】（1）根据实验现象判断氯化铵的状态；（2）根据它们的相对分子质量的区别考虑；（3）根据温度与运动速度的关系考虑；（4）根据注射器的特点考虑【解析】【解答】A、向一定质量的盐酸和氯化钙的混合溶液中逐滴加入碳酸钠溶液至过量的过程中，生成氯化钠的质量不断增大，当碳酸钠与盐酸和氯化钙完全反应时，氯化钠的质量不再增大，A符合题意；B、向稀硫酸中加水，溶液的pH逐渐增大至接近于7，B不符合题意；C、向一定质量的稀硫酸中逐滴加入氢氧化钡溶液至过量的过程中，氢氧化钡不断和硫酸反应生成硫酸钡沉淀和水，溶质的质量减小，质量分数也减小，当氢氧化钡和稀硫酸完全反应时，继续滴加氢氧化钡溶液时，质量分数应该由小变大，C不符合题意；D、加热高锰酸钾时，当温度达到一定程度时，高锰酸钾开始分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，随着反应的进行，剩余固体的质量不断减少，当高锰酸钾完全反应时，剩余固体的质量不再变化，D符合题意。【解析】【解答】A、可燃物的在着火点是一定的，不会降低，故说法错误，可选；B、爆炸是物质在有限的空间内，发生急剧燃烧，短时间内聚集大量的热，使周围的气体的体积膨胀造成的可见爆炸需要氧气的参与，可使燃烧处于暂时缺氧状态，达到灭火的目的故说法正确，不可选；【解析】【解答】燃烧需要同时满足三个条件：一是要有可燃物，二是可燃物要与氧气接触，三是温度要达到可燃物的着火点；以上三个条件都能满足时，可燃物才能发生燃烧。灭火的原理就是破坏燃烧的条件。根据描述，自动灭火陶瓷砖会喷出氦气和二氧化碳，故灭火的原理是隔绝氧气。【解析】【解答】解：A、从题目中表格知，H2体积分数为10%70%的H2和空气混合气体，点燃时会发生爆炸，故A正确；B、收集的H2能安静燃烧，说明H2的纯度大于等于80%，故B项错误；C、用向下排空气法收集H2，保持试管倒置移近火焰，如果没有听到任何声音，表示收集的H2纯度大于等于80%，故C项错误；D、氢气和空气的混合气体点燃不一定发生爆炸，只有在爆炸极限范围内才会发生爆炸，故D项错误故选A【分析】可燃物质（可燃气体、蒸气和粉尘）与空气（或氧气）在一定的浓度范围内均匀混合，遇着火源可能会发生爆炸，这个浓度范围称为爆炸极限可燃性混合物能够发生爆炸的最低浓度和最高浓度，分别称为爆炸下限和爆炸上限，在低于爆炸下限时不爆炸也不着火，在高于爆炸上限同样不燃不爆因此可燃性气体在点燃前需要先检验气体的纯度，以防发生爆炸【解析】【解答】A、通过实验可以知道烧杯中的白磷没有燃烧，说明烧杯中的白磷虽然温度达到着火点，但没有与氧气接触，所以不能燃烧，从而可以判断烧杯中的热水不仅仅是只起到加热的作用，故A说法正确；B、铜片上白磷燃烧是温度达到了着火点且与氧气接触，满足燃烧的条件，故B说法正确；C、铜片上的红磷没有燃烧是温度过低没有达到其着火点，没有满足燃烧的条件，故C说法正确；D、烧杯中的白磷通入空气（氧气）就会燃烧，出现“水火相容”的奇观，故D说法错误故选D24.能源、环境、安全已成为人们日益关注的问题（1）三大化石燃料包括煤、_、天然气等；它们都是_（填“可再生”或“不可再生”）能源（2）控制反应的条件可使燃料充分燃烧燃煤发电时，将煤块粉碎成煤粉的目的是_（3）天然气主要成分为甲烷，写出甲烷充分燃烧的化学方程式_下列有关天然气（或甲烷）的说法正确的是_（填字母）A沼气中的主要成分是甲烷B甲烷气体不会产生温室效应C用天然气代替煤作燃料，有利于减少酸雨形成YouandyourfriendsareleavingaconcertonaFridaynight.Whenyougetoutside,yourearsareringing.Youhavetoshouttobeheard.36Sonoharmdoneright?Notquite.Temporarybuzzingmaybeeasytoignore,butrepeatedexposuretoloudnoisewilleventuallycauseserious-andirreversible(无法治愈的)-hearingloss.AnewstudyconductedbyresearchersatBrighamandWomensHospitalinBostonshowsthatoneinfivepeoplebetweentheagesof12and19areexperiencingslighthearingloss,andonein20havemildhearingloss.37Butthegoodnewsisthatthereplentyofwaysyoucanprotectyourearsfromfurtherdamageandstilllistentothemusicyoulove:Askaround.Putyourearbudsinoryourheadphoneson,andthenaskafriendnexttoyouwhetherornotheorshecanhearwhatyourelisteningto.38Turnitdown.Buynoise-cancelingheadphones.Apairofearbudsorheadphonesthatfitscomfortablywilllimitoutsidenoisesothatyoucanhearyourmusicbetteratlowervolumes.