第九章设备管理课件

第第9章章 设备管理设备管理设设备备管管理理是是对对计计算算机机输输入入输输出出系系统统的的管管理理，是是操操作作系系统统中中最最具具多多样样性性和和复复杂杂性性的的部部分分。本本章章主主要要讨讨论论设设备备管管理理的的基基本本概概念念，包包括括中中断断、缓缓冲冲、设设备备分分配和控制等。配和控制等。9.1 引言引言9.7设备标识与设备驱动程序设备标识与设备驱动程序9.2 数据传送控制方式数据传送控制方式9.3 中断技术中断技术9.4 缓冲技术缓冲技术9.5 设备分配设备分配9.6 I/O进程控制进程控制本章小结本章小结计算机系统中，除了计算机系统中，除了CPU和内存之外，其他和内存之外，其他的大部分硬设备称为外部设备。它包括常的大部分硬设备称为外部设备。它包括常用的输入输出设备、外存设备以及终端设用的输入输出设备、外存设备以及终端设备等。备等。9.1.1 设备的类别设备的类别9.1.2 设备管理的功能和任务设备管理的功能和任务9.1 引引 言言9.1.1 设备的类别设备的类别从系统管理的角度分类：从系统管理的角度分类：v按使用特性分类按使用特性分类v按从属关系分类按从属关系分类v按信息组织方式按信息组织方式分类分类图图9.1 按使用特性对外部设备的分类按使用特性对外部设备的分类9.1.1 设备的类别设备的类别v按设备的按设备的从属关系从属关系分类分类系统设备系统设备：在操作系统生成时就已配置好的各种：在操作系统生成时就已配置好的各种标准设备。如，键盘、打印机以及文件存储设备标准设备。如，键盘、打印机以及文件存储设备等。等。用户设备用户设备：在系统生成时没有配置，而由用户自：在系统生成时没有配置，而由用户自己安装配置后由操作系统统一管理的设备。如，己安装配置后由操作系统统一管理的设备。如，网络系统中的各种网卡、图像处理系统的图像设网络系统中的各种网卡、图像处理系统的图像设备等。备等。9.1.1 设备的类别设备的类别v按按信息组织方式信息组织方式分分类类字字符符设设备备：键键盘盘、终终端端、打打印印机机等等以以字字符符为为单单位位组织和处理信息的设备被称为组织和处理信息的设备被称为字符设备字符设备；块块设设备备：磁磁盘盘、磁磁带带等等以以字字符符块块为为单单位位组组织织和和处处理信息的设备被称为理信息的设备被称为块设备块设备。9.1.2 设备管理的功能和任务设备管理的功能和任务v设备管理的主要任务：设备管理的主要任务：选择和分配输入输出设备以进行数据传输操作；选择和分配输入输出设备以进行数据传输操作；控控制制输输入入输输出出设设备备和和CPUCPU（或或内内存存）之之间间交交换换数数据；据；为为用用户户提提供供友友好好的的透透明明接接口口，把把用用户户和和设设备备硬硬件件特特性性分分开开，使使得得用用户户在在编编制制应应用用程程序序时时不不必必涉涉及及具体设备，系统按用户要求控制设备工作具体设备，系统按用户要求控制设备工作；提提高高设设备备和和设设备备之之间间、CPUCPU和和设设备备之之间间，以以及及进进程程和和进进程程之之间间的的并并行行操操作作度度，以以使使操操作作系系统统获获得得最佳效率。最佳效率。9.1.2 设备管理的功能和任务设备管理的功能和任务v设备管理的设备管理的功能：功能：(1)(1)提供和进程管理系统的接口。提供和进程管理系统的接口。(2)(2)进行设备分配。进行设备分配。(3)(3)实实现现设设备备和和设设备备、设设备备和和CPUCPU等等之之间间的的并并行操作。行操作。(4)(4)进行缓冲区管理。进行缓冲区管理。9.7 设备标识与设备驱动程序设备标识与设备驱动程序v逻辑设备与物理设备逻辑设备与物理设备1.逻辑设备和物理设备的含义逻辑设备和物理设备的含义2.设备独立性设备独立性3.设备独立性的优点设备独立性的优点1.逻辑设备和物理设备的含义逻辑设备和物理设备的含义v逻辑设备逻辑设备逻逻辑辑设设备备是是对对实实际际物物理理设设备备属属性性的的抽抽象象，它它并并不不限限于于某某个具体设备。个具体设备。用用户户在在编编程程时时，不不用用关关心心系系统统具具体体配配置置了了哪哪些些设设备备，也也不不需需要要了了解解各各种种设设备备的的物物理理特特性性，而而只只要要按按照照惯惯例例为为所所用到的设备起个逻辑名字，称为逻辑设备名。用到的设备起个逻辑名字，称为逻辑设备名。v物理设备物理设备物理设备是一个具体的设备。物理设备是一个具体的设备。系系统统为为了了能能识识别别全全部部外外设设，给给每每台台外外设设分分配配一一个个唯唯一一不不变的名字，称为物理设备名。变的名字，称为物理设备名。v通过引入逻辑设备和物理设备，可实现设备独立性。通过引入逻辑设备和物理设备，可实现设备独立性。2.设备独立性设备独立性v设设备备独独立立性性也也称称为为设设备备无无关关性性，指指用用户户编编程程时时所所使使用用的的设设备备与与实实际际使使用用的的设设备备无无关关，用用户户编编程程时时使使用用逻辑设备名。逻辑设备名。用用户户程程序序以以逻逻辑辑设设备备名名来来请请求求使使用用某某类类设设备备时时，系系统统将将在在该该类类设设备备中中，根根据据设设备备的的使使用用情情况况，将将任任一一台台合合适适的的物理设备分配给该程序。物理设备分配给该程序。如如果果用用户户程程序序是是以以物物理理设设备备名名来来请请求求指指定定某某台台设设备备，假假如如该该设设备备有有故故障障或或正正在在被被其其他他进进程程使使用用，则则用用户户程程序序只只能一直等待。能一直等待。采采用用逻逻辑辑设设备备名名，可可以以使使用用户户程程序序独独立立于于分分配配给给它它的的某某类设备的具体设备。类设备的具体设备。2.设备独立性设备独立性v使用逻辑设备名，还能使用户程序独立于所使用的使用逻辑设备名，还能使用户程序独立于所使用的某类设备。某类设备。例如，在例如，在Linux系统环境下，系统提供标准输入系统环境下，系统提供标准输入/输出，在输出，在用户程序中的输入用户程序中的输入/输出都使用这两个标准的输出都使用这两个标准的I/O，实际运实际运行时，可根据具体情况而定。如果配备打印机，可将输行时，可根据具体情况而定。如果配备打印机，可将输出信息送到打印机打印；如果没有配备打印机，就把输出信息送到打印机打印；如果没有配备打印机，就把输出重定向到某个指定文件，把要打印的信息送到该文件出重定向到某个指定文件，把要打印的信息送到该文件中。中。3.设备独立性的优点设备独立性的优点v（1）方便用户编程。）方便用户编程。v（2）便于程序移植。）便于程序移植。v（3）提高了资源利用率。）提高了资源利用率。v（4）能适应多用户多进程的需要。）能适应多用户多进程的需要。设备驱动程序设备驱动程序v设备驱动程序：设备驱动程序：是驱动物理设备直接进行是驱动物理设备直接进行各种操作的软件，它可看作各种操作的软件，它可看作I/O系统和物理系统和物理设备的接口，所有进程对于设备的请求都设备的接口，所有进程对于设备的请求都要通过设备驱动程序来完成。要通过设备驱动程序来完成。1.设备控制器设备控制器2.设备驱动程序的引入设备驱动程序的引入3.设备驱动程序的处理过程设备驱动程序的处理过程1.设备控制器外设外设机械部件机械部件电子部件电子部件独立出来独立出来设备控制器设备控制器设备只有在设备控制器的控制下才能运行，设备只有在设备控制器的控制下才能运行，且一个控制器可以控制几台同类设备。且一个控制器可以控制几台同类设备。设备控制器设备控制器CPU设备设备控制寄存器、控制寄存器、数据寄存器、数据寄存器、状态寄存器、状态寄存器、地址译码器等地址译码器等接收和识别接收和识别CPU发发来的命令来的命令 实现控制器与实现控制器与CPU之间、控制器和外之间、控制器和外设之间的数据交换设之间的数据交换 记录设备的状态记录设备的状态（如设备就绪、（如设备就绪、设备忙、操作错设备忙、操作错误等）供误等）供CPU了了解解 用于识别每个设备用于识别每个设备的地址的地址 2.设备驱动程序的引入v将用户命令中的逻辑设备名转换为物理设备名，系将用户命令中的逻辑设备名转换为物理设备名，系统只是完成了第一步工作，至于要具体操纵这台物统只是完成了第一步工作，至于要具体操纵这台物理设备，就复杂多了。理设备，就复杂多了。v操作系统设计者把与物理设备直接有关的软件部分操作系统设计者把与物理设备直接有关的软件部分独立出来，构成设备驱动程序系列，一般由设备商独立出来，构成设备驱动程序系列，一般由设备商和软硬件开发商提供的针对某一种具体和软硬件开发商提供的针对某一种具体设备的驱动设备的驱动程序程序组成。组成。v系统和用户可根据需要，灵活配置物理设备，选择系统和用户可根据需要，灵活配置物理设备，选择相应的驱动程序装载。相应的驱动程序装载。3.设备驱动程序的处理过程v（1）将将抽抽象象要要求求转转换换为为具具体体要要求求（控控制制器器中中寄寄存存器内容）。器内容）。v（2）检查）检查I/O请求的合法性。请求的合法性。v（3）检检查查设设备备状状态态。读读状状态态寄寄存存器器内内容容，看看设设备备忙忙/闲状态。闲状态。v（4）传送必要的参数。）传送必要的参数。v（5）启启动动I/O设设备备。向向设设备备控控制制器器中中的的命命令令寄寄存存器器传传送送控控制制命命令令，将将外外设设启启动动，然然后后可可由由设设备备控控制器来控制外设进行基本制器来控制外设进行基本I/O操作。操作。v不同类型的外设，驱动程序是不一样的。不同类型的外设，驱动程序是不一样的。9.2 数据传送控制方式数据传送控制方式v选择和衡量控制方式的原则：选择和衡量控制方式的原则：(1)数数据据传传送送速速度度足足够够高高，能能满满足足用用户户的的需需要要但但又不丢失数据；又不丢失数据；(2)系统开销小，所需的处理控制程序少；系统开销小，所需的处理控制程序少；(3)能能充充分分发发挥挥硬硬件件资资源源的的能能力力，使使得得I/O设设备备尽尽量忙，而量忙，而CPU等待时间少。等待时间少。9.2 数据传送控制方式数据传送控制方式v4种种外外设设和和内内存存间间常常用用的的数数据据传传送送控控制制方方式：式：9.2.1 程序直接控制方式程序直接控制方式9.2.2 中断方式中断方式9.2.3 DMA方式（直接存取方式）方式（直接存取方式）9.2.4 通道控制方式通道控制方式(channel control)9.2.1 程序直接控制方式程序直接控制方式v程程序序直直接接控控制制方方式式：由由用用户户进进程程来来直直接接控控制制内内存存或或CPU和和外外围围设设备备之之间间的的信信息息传传送送。控制者是用户进程。控制者是用户进程。vI/OI/O控制器中的寄存器控制器中的寄存器1.1.控控制制状状态态寄寄存存器器：设设有有多多个个标标志志位位，如如忙忙/闲标志位、完成位闲标志位、完成位2.2.数据缓冲寄存器数据缓冲寄存器程序直接控制方式程序直接控制方式以以键盘为例键盘为例1、CPU向向键键盘盘的的控控制制器器发发一一条条输输入入命命令令，启启动动键键盘盘进进行行输输入入操操作作，并并将将状状态态寄寄存存器器的的”忙忙闲闲位位”置置1，表示忙。，表示忙。2、然然后后CPU运运行行程程序序不不断断测测试试状状态态寄寄存存器器的的完完成成位位，看看键键盘盘是是否否完完成成了了输输入入。直直到到键键盘盘已已将将数数据据输输入入到到了了键键盘盘控控制制器器的的数数据据寄寄存存器器中中，状状态态寄寄存存器器的的完完成成位变为位变为1时，时，CPU才停止测试。才停止测试。3、CPU取走数据寄存器中的输入数据。取走数据寄存器中的输入数据。v目目前前IDE接接口口硬硬盘盘仍仍在在使使用用这这种种方方式式，称称为为PIO（Programming Input/Output）模式。模式。程序直接控制方式的控制流程图程序直接控制方式的控制流程图程序直接控制方式的缺点：程序直接控制方式的缺点：(1)CPU(1)CPU和外围设备只能串行工作。和外围设备只能串行工作。(2)CPU(2)CPU在在一一段段时时间间内内只只能能和和一一台台外外围围设设备备交交换换数数据据信息，从而不能实现设备之间的并行工作；信息，从而不能实现设备之间的并行工作；(3)(3)由由于于程程序序直直接接控控制制方方式式依依靠靠测测试试设设备备标标志志触触发发器器的的状状态态位位来来控控制制数数据据传传送送，因因此此无无法法发发现现和和处处理理由于设备或其他硬件所产生的错误。由于设备或其他硬件所产生的错误。v程程序序直直接接控控制制方方式式只只适适用用于于那那些些CPUCPU执执行行速速度度较较慢慢，而且外围设备较少的系统而且外围设备较少的系统。9.2.2 中断方式中断方式vCPU请请求求设设备备传传输输后后不不等等待待，转转去去做做其其他他更更有有用用的的事事情情，当当设设备备完完成成请请求求的的时时候候向向CPU发发设设备备中中断断。（系系统统中中同同一一时时刻刻可可能能有有许许多多设设备备的的请请求求在在同同时时发发生。）生。）v所所谓谓中中断断，就就是是指指当当某某个个事事件件发发生生时时，向向系系统统发发出出一一个个中中断断信信号号，系系统统于于是是中中止止现现行行程程序序的的运运行行，转转去去执执行行相相应应的的中中断断处处理理程程序序，完完毕毕后后返返回回断断点点继继续续执行。执行。v需需要要在在CPU和和每每一一个个设设备备控控制制器器之之间间增增加加一一条条中中断断请请求求线线，并并在在设设备备控控制制器器的的控控制制寄寄存存器器中中增增加加一一个个中断允许位中断允许位。中断方式的传送结构中断方式的传送结构中断方式中断方式以键盘输入为例以键盘输入为例（1）开开中中断断。CPU把把启启动动位位和和中中断断允允许许位位为为1的的控控制制字字写写入入键键盘盘控控制制状状态态寄寄存存器器中中，启启动动键键盘盘。（当当中中断断允许位为允许位为1时，中断程序可以被调用。）时，中断程序可以被调用。）（2）进进程程等等待待键键盘盘输输入入完完成成（进进入入等等待待队队列列），由由进进程程调调度程序调度其他就绪进程使用度程序调度其他就绪进程使用CPU。（3）键键盘盘启启动动后后，当当数数据据寄寄存存器器装装满满后后，键键盘盘控控制制器通过中断请求线向器通过中断请求线向CPU发出中断信号。发出中断信号。（4）CPU暂暂停停正正在在进进行行的的工工作作，转转向向执执行行中中断断处处理理程程序序。（取取出出数数据据寄寄存存器器中中的的输输入入数数据据送送到到内内存存特特定定单单元元，并并将将等等待待输入完成的进程唤醒。）输入完成的进程唤醒。）（5）中断处理程序完毕，）中断处理程序完毕，CPU返回断点继续执行。返回断点继续执行。（6）以以后后某某个个时时刻刻，进进程程调调度度程程序序选选中中正正处处于于就就绪绪状状态态的的那那个个进进程程，该该进进程程从从特特定定内内存存单单元元中中取取出出所所需的数据继续工作。需的数据继续工作。图图9.4 中断控制方式的处理过程中断控制方式的处理过程中断控制方式的处理过程中断控制方式的处理过程v中断方式的优点：中断方式的优点：CPU不不需需等等待待数数据据传传输输完完成成，I/O设设备备与与CPU并行工作，并行工作，CPU的利用率因此提高。的利用率因此提高。v中断方式的缺点：中断方式的缺点：在在一一次次数数据据传传送送过过程程中中，发发生生中中断断次次数数较较多多。如如果果数数据据量量大大，需需要要多多次次执执行行中中断断程程序序，CPU的效率仍然不高。的效率仍然不高。如如果果外外围围设设备备的的速速度度也也非非常常高高，则则可可能能造造成成数数据据缓缓冲冲寄寄存存器器的的数数据据由由于于CPU来来不不及及取取走走而而丢丢失。失。9.2.3 DMA方式（直接存取方式）方式（直接存取方式）vDMA（Direct Memory Access）方式：）方式：在外部设备和主存之间建立了直接数据通路，在外部设备和主存之间建立了直接数据通路，即外设和主存之间可直接读写数据，且数据传即外设和主存之间可直接读写数据，且数据传送的基本单位是数据块。送的基本单位是数据块。整块数据的传输在一个称为整块数据的传输在一个称为DMA控制器的控制控制器的控制下完成。下完成。DMA数据传输期间不需数据传输期间不需CPU干预，仅在传送一干预，仅在传送一个或多个数据块的开始或结束时，才需个或多个数据块的开始或结束时，才需CPU处处理。理。在在DMA方方式式中中，I/O控控制制除除了了控控制制状状态态寄寄存存器器和和数数据据缓缓冲冲寄寄存存器器之之外外，DMA控控制制器器中中还还包包括括传传送送字字节节计计数数器器、内存地址寄存器等。内存地址寄存器等。DMA控制方式控制方式DMA方式的数据输入处理过程如下方式的数据输入处理过程如下:(1)(1)CPUCPU把把准准备备存存放放输输入入数数据据的的内内存存始始址址以以及及要要传传送送的的字字节节数数分分别别送送入入DMADMA控控制制器器中中的的内内存存地地址址寄寄存存器器和和传传送送字字节节计计数数器器；另另外外，还还把把控控制制状状态态寄寄存存器器中中的的中中断断允允许许位位和和启动位置启动位置1 1；从而启动设备开始进行数据输入。；从而启动设备开始进行数据输入。(2)发发出出数数据据要要求求的的进进程程进进入入等等待待状状态态，进进程程调调度度程程序序调调度度其他进程占据其他进程占据CPU。(3)当当输输入入设设备备把把一一个个数数据据送送入入DMA控控制制器器的的数数据据缓缓冲冲寄寄存存器器后后，DMA控控制制器器立立即即取取代代CPU，接接管管地地址址总总线线的的控控制制权权，根根据据送送入入DMA控控制制器器的的内内容容，将将数数据据送送入入相相应应的的内内存存单单元元（这这称称为为挪挪用用（窃窃取取）CPU工工作作周周期期），直直到到所所要求的字节全部传送完毕。要求的字节全部传送完毕。(4)DMA控控制制器器在在传传送送字字节节数数完完成成时时通通过过中中断断请请求求线线发发出出中中断断信信号号，CPU在在接接收收到到中中断断信信号号后后转转中中断断处处理理程程序序进进行善后处理。行善后处理。(5)中中断断处处理理结结束束时时，CPU返返回回被被中中断断进进程程处处执执行行或或被被调调度度到新的进程上下文环境中执行。到新的进程上下文环境中执行。图图9.6 DMA方式的方式的数据传送处理过程数据传送处理过程vDMA方式与中断方式的主要区别（优点）：方式与中断方式的主要区别（优点）：中断方式：在数据缓冲寄存器满之后发中断要求中断方式：在数据缓冲寄存器满之后发中断要求CPU进行中断处理；进行中断处理；DMA方式：在所要求转送的方式：在所要求转送的数据块全部传送结束时要求数据块全部传送结束时要求CPU进行中断处理。进行中断处理。大大减少了大大减少了CPU进行中断处理的次数。进行中断处理的次数。中断方式：数据传送在中断处理时由中断方式：数据传送在中断处理时由CPU控制完控制完成；成；DMA方式：在方式：在DMA控制器的控制下不经过控制器的控制下不经过CPU控制完成。控制完成。vDMA方式的缺点：方式的缺点：DMA方式对外围设备的管理和某些操作仍由方式对外围设备的管理和某些操作仍由CPU控制。控制。大中型计算机中，系统所配置的外设种类越来越大中型计算机中，系统所配置的外设种类越来越多，数量也越来越大，对外围设备的管理的控制多，数量也越来越大，对外围设备的管理的控制也就愈来愈复杂。也就愈来愈复杂。9.2.4 通道控制方式通道控制方式(channel control)v1.1.通道的概念通道的概念v2.通道的种类通道的种类v3.3.通道控制方式的数据传输处理过程通道控制方式的数据传输处理过程v4.4.通道方式与通道方式与DMADMA方式的区别方式的区别1.通道的概念通道的概念v通通道道是是一一个个独独立立于于CPU的的专专管管输输入入输输出出控控制制的的处处理理机机，它它控控制制设设备备与与内内存存直直接接进进行行数数据交换。据交换。v通通道道有有自自己己的的一一套套简简单单的的指指令令系系统统，称称为为通通道道指指令令。每每条条通通道道指指令令规规定定了了设设备备的的一一种种操操作作，通通道道指指令令序序列列便便是是通通道道程程序序，通通道道执执行行通道程序来完成规定动作。通道程序来完成规定动作。v通通道道的的定定义义：通通道道是是一一个个独独立立于于CPU的的专专管管输输入入输输出出控控制制的的处处理理机机，它它控控制制设设备备与与内内存存直直接接进进行行数数据据交交换换。它它有有自自己己的的通通道道指指令令，这这些些通通道道指指令令受受CPU启启动动，并并在在操操作作结结束束时时向向CPU发中断信号。发中断信号。1.通道的概念通道的概念1.通道的概念通道的概念通道靠执行通道程序软件完成数据传输，通道控通道靠执行通道程序软件完成数据传输，通道控制器的功能比制器的功能比DMA控制器更强大，它能够承担外控制器更强大，它能够承担外设的大部分工作。设的大部分工作。通道处理机通道处理机寄存器部分寄存器部分控制部分控制部分数据寄存器数据寄存器主存地址寄存器主存地址寄存器传输字节寄存器传输字节寄存器通道命令寄存器通道命令寄存器通道状态寄存器通道状态寄存器分时控制分时控制地址分配地址分配数据传送等数据传送等2.通道的种类通道的种类以字节为传输单位，可以分时以字节为传输单位，可以分时地执行多个通道程序。地执行多个通道程序。这是一种简单的共享通道，主这是一种简单的共享通道，主要为多台低速或中速的字符设要为多台低速或中速的字符设备服务。备服务。如终端、打印机等。如终端、打印机等。它用开关来控制它用开关来控制对高速外设的选对高速外设的选择，择，如如磁盘机等。磁盘机等。在一段时间内单在一段时间内单独为一台外围设独为一台外围设备服务，直到该备服务，直到该设备的数据传输设备的数据传输工作全部结束。工作全部结束。然后通道再选择然后通道再选择另一台外设为其另一台外设为其提供服务。提供服务。它分时地为多台外围设备服务，它分时地为多台外围设备服务，每个时间片传送一个数据块。每个时间片传送一个数据块。可以同时连接多台高速存储设可以同时连接多台高速存储设备，备，如磁带机等。如磁带机等。因此，它能够充因此，它能够充分发挥高速通道的数据传输能分发挥高速通道的数据传输能力。力。3.3.通道控制方式的数据输入处理过程通道控制方式的数据输入处理过程 (1)1)当当进进程程要要求求设设备备输输入入数数据据时时，CPUCPU发发StartStart指指令令指指明明I/OI/O操作、设备号和对应通道。操作、设备号和对应通道。(2)(2)对对应应通通道道接接收收到到CPUCPU发发来来的的启启动动指指令令StartStart之之后后，把把存存放放在在内内存存中中的的通通道道指指令令程程序序读读出出，设设置置对对应应设设备备的的I/OI/O控制器中的控制状态寄存器。控制器中的控制状态寄存器。(3(3)设设备备根根据据通通道道指指令令的的要要求求，把把数数据据送送往往内内存存中中指指定定区区域。域。(4)若若数数据据传传送送结结束束，I/O控控制制器器通通过过中中断断请请求求线线发发中中断断信信号请求号请求CPU做中断处理。做中断处理。(5)中断处理结束后中断处理结束后CPU返回被中断进程处继续执行。返回被中断进程处继续执行。在在(1)中中要要求求数数据据的的进进程程只只有有在在调调度度程程序序选选中中它它之之后后，才才能对所得到的数据进行加工处理。能对所得到的数据进行加工处理。发出发出Start指令，指指令，指明明I/O操作、设备号操作、设备号和对应的通道和对应的通道启启动动设设备备准准备备数数据据设备根据通道指令设备根据通道指令要求，把数据放入要求，把数据放入内存制定区域内存制定区域通道接受启动指令通道接受启动指令Start传送结束吗传送结束吗通道方式的数据传送处理过程通道方式的数据传送处理过程4.4.通通道道控控制制方方式式与与DMADMA方方式式相相类类似似，也也是是一一种种以以内内存存为为中中心心，实实现现设设备备和和内内存存直直接接交交换数据的控制方式。换数据的控制方式。与与DMADMA方式不同的是方式不同的是：DMADMA方方式式：数数据据的的传传送送方方向向、存存放放数数据据的的内内存存始始址址以以及及传传送送的的数数据据块块长长度度等等都都由由CPUCPU控控制制；通通道道方方式式：这这些些都都由由专专管管输输入入输输出出的的硬硬件件通道来进行控制。通道来进行控制。DMADMA方方式式：每每台台设设备备至至少少一一个个DMADMA控控制制器器；通通道道控控制制方方式式：可可以以做做到到一一个个通通道道控控制制多多台台设设备备与与内内存存进进行行数数据据交交换换，通通道道方方式式进进一一步步减减轻轻了了CPUCPU的的工工作作负负担担和和增增加加了了计计算算机机系系统统的的并并行行工工作程度。作程度。9.3 中中 断断 技技 术术v在人机联系、故障处理、实时处理、程序调试与监在人机联系、故障处理、实时处理、程序调试与监测、任务分配等方面都需用到中断技术；测、任务分配等方面都需用到中断技术；v在设备管理中，没有中断技术就不可能实现设备与在设备管理中，没有中断技术就不可能实现设备与主机、设备与设备、设备与用户、设备与程序的并主机、设备与设备、设备与用户、设备与程序的并行。行。9.3.1 中断的基本概念中断的基本概念9.3.2 中断的分类与优先级中断的分类与优先级9.3.3 软中断软中断9.3.4 中断处理过程中断处理过程9.3.1 中断的基本概念中断的基本概念v中中断断(Interrupt)：是是指指计计算算机机在在执执行行期期间间，系系统统内内发发生生任任何何非非寻寻常常的的或或非非预预期期的的急急需需处处理理事事件件，使使得得CPU暂暂时时中中断断当当前前正正在在执执行行的的程程序序而而转转去去执执行行相相应应的的事事件件处处理理程程序序，待待处处理理完完毕毕后后又又返返回回原原来来被被中中断断处处继继续续执执行行或或调调度新的进程执行的过程。度新的进程执行的过程。9.3.1 中断的基本概念中断的基本概念v引起中断发生的事件被称为引起中断发生的事件被称为中断源中断源。v中中断断源源向向CPU发发出出的的请请求求中中断断处处理理信信号号称称为为中断请求中断请求；vCPU收收到到中中断断请请求求后后转转相相应应的的事事件件处处理理程程序序称为称为中断响应中断响应。v相应的事件处理程序称为相应的事件处理程序称为中断服务程序中断服务程序。v执行中断服务程序的过程称为执行中断服务程序的过程称为中断处理中断处理。v禁禁止止中中断断：在在有有些些情情况况下下，尽尽管管产产生生了了中中断断源源和和发发出出了了中中断断请请求求，但但CPU内内部部的的处处理理机机状状态态字字PSW的的中中断断允允许许位位已已被被清清除除，从从而而不不允允许许CPU响响应应中中断断。CPU禁禁止止中中断断后后只只有有等等到到PSW的的中中断断允允许许位位被被重重新新设设置置后后才才能能接接收收中断。中断。v禁禁止止中中断断也也称称为为关关中中断断，即即把把CPU内内部部的的处处理理机机状状态态字字PSW的的中中断断允允许许位位已已被被清清除除，从从而不允许而不允许CPU响应中断。响应中断。9.3.1 中断的基本概念中断的基本概念9.3.1 中断的基本概念中断的基本概念v开开中中断断：设设置置CPU内内部部的的处处理理机机状状态态字字把把PSW的的中中断断允允许许位位从从而而允允许许把把CPU内内部部的的处处理机状态字的称为理机状态字的称为开中断。开中断。v中断请求、关中断、开中断等都中断请求、关中断、开中断等都由硬件实现由硬件实现。v开开中中断断和和关关中中断断是是为为了了保保证证某某些些程程序序执执行行的的原子性原子性。v中中断断屏屏蔽蔽：中中断断屏屏蔽蔽是是指指在在中中断断请请求求产产生生之之后后，系系统统用用软软件件方方式式有有选选择择地地封封锁锁部部分分中中断断而而允允许许其其余余部部分分的中断的中断仍能得到仍能得到响应响应。v中中断断屏屏蔽蔽是是通通过过每每一一类类中中断断源源设设置置一一个个中中断断屏屏蔽蔽触触发发器器来来屏屏蔽蔽它它们们的的中中断断请请求求而而实实现现的的。不不过过，有有些些中中断断请请求求是是不不能能屏屏蔽蔽甚甚至至不不能能禁禁止止的的，也也就就是是说说，这这些些中中断断具具有有最最高高优优先先级级。不不管管CPU是是否否是是关关中中断断的的，只只要这些中断请求一旦提出，要这些中断请求一旦提出，CPU必须立即响应。必须立即响应。9.3.1 中断的基本概念中断的基本概念9.3.2 中断的分类与优先级中断的分类与优先级v1.中断的分类中断的分类v2.中断与陷阱的区别中断与陷阱的区别v3.中断优先级中断优先级1.中断的分类中断的分类中断分类中断分类 外中断外中断硬中断硬中断 内中段内中段软中断软中断来来自自于于处处理理机机及及内内存存外外部部的的中中断断，都都称称为为外外中中断断。外外中中断断在在狭狭义义上上一一般被称为中断。般被称为中断。例例如如，输输入入/输输出出中中断断，操操作作员员对对机机器器进进行行干干预预的的中中断断，各各种种定定时时器器引引起起的的时时钟钟中中断断，调调试试程程序序中中设设置置断断点点引引起起的的调调试中断等。试中断等。在在处处理理机机和和内内存存内内部部产产生生的的中中断断称称为为内内中中段段，也称为陷入或异常。也称为陷入或异常。例例如如，非非法法指指令令、数数据据格格式式错错误误、主主存存保保护护错错误误、地地址址越越界界错错误误、各各种种运运算算溢溢出出错错误误、除除数数为为零零错错误误、数数据据校校验验错错、进进程程用用户户态态向向系系统统态转换等。态转换等。由由程程序序中中执执行行了了中中断断指指令令引引起起的的中中断断，称称为为软中断。软中断。软软中中断断源源于于UNIX系系统统，该该中中断断又又叫叫信信号号处处理理机机构构，它它是是UNIX系系统统提提供供的的一一种种进进程程通通信信机机构构，利利用用它它，进进程程之之间间可可相相互通信。互通信。通通过过硬硬件件产产生生相应的中断请求相应的中断请求v陷陷阱阱由由处处理理机机正正在在执执行行的的现现行行指指令令引引起起；中中断断由与现行指令无关的中断源引起的；由与现行指令无关的中断源引起的；v陷陷阱阱处处理理程程序序提提供供的的服服务务为为当当前前进进程程所所用用；中中断处理程序提供的服务则不是为了当前进程的；断处理程序提供的服务则不是为了当前进程的；vCPU在在执执行行完完一一条条指指令令之之后后，下下一一条条指指令令开开始始之之前前响响应应中中断断，而而在在一一条条指指令令执执行行中中也也可可以以响响应应陷阱。陷阱。2.中断与陷阱的区别中断与陷阱的区别3.中断优先级中断优先级v中断优先级的确定主要由下列因素来决定：中断优先级的确定主要由下列因素来决定：（1）中断源的紧迫性。）中断源的紧迫性。（2）设备的工作速度。）设备的工作速度。（3）数据恢复的难易程度。）数据恢复的难易程度。3.中断优先级中断优先级v为为了了按按中中断断源源的的轻轻重重缓缓急急处处理理响响应应中中断断，操操作作系系统统对不同的中断赋予不同的优先级。对不同的中断赋予不同的优先级。v为为了了禁禁止止中中断断或或屏屏蔽蔽中中断断，CPU的的处处理理机机状状态态字字PSW中设置有相应的优先级。中设置有相应的优先级。v当当系系统统中中同同时时存存在在若若干干个个中中断断请请求求时时，CPU按按它它们们的优先级从高到低进行处理。的优先级从高到低进行处理。v当当CPU响响应应一一个个中中断断源源的的请请求求，在在进进行行中中断断处处理理时时，如如果果又又有有新新的的中中断断源源发发出出中中断断请请求求，CPU是是否否响响应应该中断请求，则取决于中断源的优先级。该中断请求，则取决于中断源的优先级。9.3.4 中断处理过程中断处理过程一一旦旦CPU响响应应中中断断，转转入入中中断断处处理理程程序序，系系统就开始进行中断处理。统就开始进行中断处理。图图9.8 中断处理过程中断处理过程图图9.8 中断处理过程中断处理过程条条9.4 缓缓 冲冲 技技 术术9.4.1 缓冲的引入缓冲的引入9.4.2 缓冲的种类缓冲的种类9.4.3 缓冲池的管理缓冲池的管理9.4.1 缓冲的引入缓冲的引入v外外围围设设备备和和CPU的的处处理理速速度度不不匹匹配配的的问问题题是是客客观观存存在在的的。这这限限制制了了和和处处理理机机连连接接的的外外设设台台数数，且且在在中中断断方方式式时时造造成成数数据据丢丢失失。也也极极大大地地制制约约了了计计算算机机系系统性能的进一步提高和限制了系统的应用范围。统性能的进一步提高和限制了系统的应用范围。v有有效效降降低低中中断断次次数数。使使用用DMADMA方方式式或或通通道道方方式式控控制制数数据据传传送送，但但对对这这两两种种方方式式如如果果不不画画分分专专用用的的内内存存区区或或专专用用缓缓冲冲器器来来存存放放数数据据的的话话，也也会会因因为为要要求求数数据据的的进进程程所所拥拥有有的的内内存存区区不不够够或或存存放放数数据据的的内内存存始始址址计计算算困困难难等等原原因因而而造造成成某某个个进进程程长长期期占占有有通通道道或或DMADMA控控制制器器及及设设备备，从从而而产产生所谓瓶颈问题。生所谓瓶颈问题。9.4.1 缓冲的引入缓冲的引入v为为了了匹匹配配外外设设与与CPU之之间间的的处处理理速速度度，为为了了减减少少中中断断次次数数和和CPU的的中中断断处处理理时时间间，同同时时也也是是为为了了解解决决DMA或或通通道道方方式式时时的的瓶瓶颈颈问问题题，在在设设备备管管理理中中引引入入了了用用来来暂暂存存数数据据的的缓缓冲冲技技术。术。9.4.1 缓冲的引入缓冲的引入硬件缓冲采用专用硬件缓冲器，一般由外设自带的专用寄存器构成。硬件缓冲器的大小是衡量设备性能的一个指标。但硬件缓冲器价格较昂贵。在内存中专门开辟若干单元作为缓冲区。系统通常采用这种方法。v缓冲的实现方法缓冲的实现方法（1）硬件缓冲）硬件缓冲（2）软件缓冲）软件缓冲v缓冲：缓冲：是使用专用硬件缓冲器或在内存中划出一是使用专用硬件缓冲器或在内存中划出一个专用区域来暂时存放输入输出数据的器件。个专用区域来暂时存放输入输出数据的器件。9.4.2 缓冲的种类缓冲的种类v根据缓冲区设置个数的多少，可以分为：根据缓冲区设置个数的多少，可以分为：单缓冲单缓冲双缓冲双缓冲多缓冲多缓冲缓冲池缓冲池（1）单缓冲假如发送者和接收者速度不匹配，将会浪费大量的等待时间，设备和设备之间不能通过单缓冲达到并行操作。因此，通常不采用单缓冲。（2）双缓冲当发送者和接收者的速度相差很大时，双缓冲还是不能解决两者并行工作问题。双缓冲在实际系统中采用得很少。（3）多缓冲）多缓冲多缓冲是把多个缓冲区连接起来组成两部分，多缓冲是把多个缓冲区连接起来组成两部分，一部分一部分专门用于输入专门用于输入，另一部分，另一部分专门用于输专门用于输出出的缓冲结构。的缓冲结构。（4）缓冲池缓冲池缓冲池由多个大小相同的缓冲区组成，缓冲池中的缓冲区被系统中所有进程共享使用，由管理程序统一对缓冲池进行管理。为便于管理，系统将相同类型的缓冲区链成一个队列，缓冲池中共有三种队列。这三种队列各有指向其首缓冲区的队首指针和指向尾缓冲区的队尾指针。对缓冲区进行读、写操作时。从队列中取下的缓冲区称为工作缓冲区，缓冲池中有四种工作缓冲区：输出过程？输出过程？（4）缓冲池缓冲池v缓冲池的结构缓冲池的结构缓缓冲冲池池由由多多个个缓缓冲冲区区组组成成。而而一一个个缓缓冲冲区区由由两两部部分分组组成成:一一部部分分是是用用来来标标识识该该缓缓冲冲器器和和用用于于管管理理的的缓缓冲冲首部，另一部分是用于存放数据的缓冲体。首部，另一部分是用于存放数据的缓冲体。对对缓缓冲冲池池的的管管理理是是通通过过对对每每一一个个缓缓冲冲器器的的缓缓冲冲首首部部进进行操作实现的。行操作实现的。图图9.9 缓冲首部缓冲首部9.5 设设 备备 分分 配配9.5.1 设备分配用数据结构设备分配用数据结构9.5.2 设备分配的原则设备分配的原则9.5.3 设备分配流程设备分配流程9.5.1 设备分配用数据结构设备分配用数据结构v设备控制表设备控制表DCT(Device Control Table)v系统设备表系统设备表SDT(System Device Table)v控制器表控制器表COCT(COntroler Control Table)v通道控制表通道控制表CHCT(CHannel Control Table)反反映映设设备备的的特特性性、设设备备和和 I/O控控制制器器的连接情况。的连接情况。每每个个设设备备一一张张，且且在在系系统统生生成成时时或或在在该该设设备备和和系系统统连连接接时时创创建建，但但表表中中的的内内容容则则根根据据系系统统执执行行情情况况而而被被动动态态地修改。地修改。整整个个系系统统一一张张，它它记记录录已已被被连连接接到到系系统统中中的的所所有有物物理理设设备备的的情情况况，并并为为每每个个物物理理设设备设一表项。备设一表项。SDT的的主主要要意意义义在在于于反反映映系系统统中中设设备备资资源源的的状状态态，即即系系统统中中有有多多少少设设备备，有有多多少少是是空空闲闲的的，而而又又有有多多少少已已分分配配给了哪些进程。给了哪些进程。COCT也也是是每每个个控控制制器器一一张张，它它反反映映I/O控控制制器器的的使使用用状状态态以以及及和和通通道道的的连连接接情情况况等等(在在DMA方方式式时时，该该项项是是没没有的有的)。该该表表只只在在通通道道控控制制方方式式的的系系统统中中存存在在。每个通道一张。每个通道一张。9.5.2 设备分配的原则设备分配的原则v1.设备分配原则设备分配原则根根据据设设备备特特性性、用用户户要要求求和和系系统统配配置置情情况况决决定定的。的。设设备备分分配配的的总总原原则则：既既要要充充分分发发挥挥设设备备的的使使用用效效率率，尽尽可可能能的的让让设设备备忙忙，但但又又要要避避免免由由于于不不合理的分配方法造成进程死锁；合理的分配方法造成进程死锁；还还要要做做到到：把把用用户户程程序序和和具具体体物物理理设设备备隔隔离离开开来来，即即用用户户程程序序面面对对的的是是逻逻辑辑设设备备，而而分分配配程程序序将将在在系系统统把把逻逻辑辑设设备备转转换换成成物物理理设设备备之之后后，再根据要求的物理设备号进行分配。再根据要求的物理设备号进行分配。v设备分配方式：设备分配方式：静静态态分分配配：在在用用户户作作业业开开始始执执行行之之前前，由由系系统统一一次次分分配配该该作作业业所所要要求求的的全全部部设设备备、控控制制器器和和通通道道。静静态态分分配配方方式式不不会会出出现现死死锁锁，但但设设备备的使用效率低。不符合设备分配的总原则。的使用效率低。不符合设备分配的总原则。动动态态分分配配：在在进进程程执执行行过过程程中中根根据据执执行行需需要要进进行行。当当进进程程需需要要设设备备时时，通通过过系系统统调调用用命命令令向向系系统统提提出出设设备备请请求求，由由系系统统按按照照事事先先规规定定的的策策略略给给进进程程分分配配所所需需要要的的设设备备、I/O控控制制器器和和通通道道，一一旦旦用用完完之之后后，便便立立即即释释放放。有有利利于于提提高高设设备备的的利利用用率，分配算法使用不当有可能造成进程死锁。率，分配算法使用不当有可能造成进程死锁。2.设备分配策略设备分配策略（1）先来先服务）先来先服务（2）优先级高者先服务）优先级高者先服务当当有有多多个个进进程程对对同同一一台台设设备备提提出出分分配配请请求求时时，根根据据进进程程对对某某设设备备提提出出请请求求的的时时间间顺顺序序，将将这这些些进进程程控控制制块块排排成成一一个个设设备备请请求求队队列列，处处于于队队首首的的进进程最先获得使用权。程最先获得使用权。请请求求设设备备的的进进程程按按优优先先级级排排入入设设备备请请求求队队列列，在在优优先先级级相相同同的的情情况况下下，再再按按时时间间顺顺序序排排列列，设设备备总总是是分分配配给给队队首首具具有有最最高高优优先先级级的进程使用。的进程使用。动态设备分配的分配策略动态设备分配的分配策略9.5.3 设备分配流程设备分配流程9.6 I/O进程控制进程控制9.6.1 I/O控制的引入控制的引入9.6.2 I/O控制的功能控制的功能9.6.3 I/O控制的实现控制的实现9.6.1 I/O控制的引入控制的引入vI/O控控制制：从从用用户户进进程程的的输输入入输输出出请请求求开开始始，给给用用户户进进程程分分配配设设备备和和启启动动有有关关设设备备进进行行I/O操操作作，以以及及在在I/O操操作作完完成成之之后后响响应应中中断断，进进行行善善后后处处理理为为止止的的整整个个系系统统控控制制过过程程称称为为I/O控制控制。9.6.2 I/O控制的功能控制的功能9.6.3 I/O控制的实现控制的实现vI/O控制过程的三种实现方式：控制过程的三种实现方式：(1)作作为为请请求求I/O操操作作的的进进程程的的一一部部分分实实现现。这这种种情情况况下下，请请求求I/O操操作作的的进进程程应应具具有有良良好好的的实实时时性性，且且系系统统应应能能根根据据在在中中断断信信号号的的内内容容准准确确地地调调度度到到请请求求所所对对应应I/O操操作作的的进进程程占占据据处处理理机机，因因为为在在大大多多数数情情况况下下，当当一一个个进进程程发发出出I/O请请求求命命令令之之后后，都被阻塞睡眠。都被阻塞睡眠。vI/O控制过程的三种实现方式：控制过程的三种实现方式：(2)作作为为当当前前进进程程的的一一部部分分实实现现。作作为为当当前前进进程程的的一一部部分分实实现现时时，不不要要求求系系统统具具有有高高的的实实时时性性。但但由由于于当当前前进进程程与与完完成成的的I/O操操作作无无关关，所所以以当当前前进进程程不不能能接接受受I/O请请求求命命令令的的启启动动I/O操操作作。不不过过，当当前前进进程程可可以以在在接接收收到到中中断断信信号号后后，将将中中断断信信号号转转交交给给I/O控控制制模模块块处处理理，因因此此，如如果果让让请请求求I/O操操作作的的进进程程调调用用I/O操操作作控控制制部部分分(I/O请请求求处处理理、设设备备分分配配、缓缓冲冲区区分分配配等等)，而而让让当当前前进进程程负负责责调调用中断处理部分也是一种可行的用中断处理部分也是一种可行的I/O控制方案。控制方案。9.6.3 I/O控制的实现控制的实现vI/O控制过程的三种实现方式：控制过程的三种实现方式：(3)I/O控控制制由由专专门门的的系系统统进进程程I/O进进程程完完成成。在在用用户户进进程程发发出出I/O请请求求命命令令之之后后，系系统统调调度度I/O进进程程执执行行，控控制制I/O操操作作。同同样样，在在外外设设发发出出中中断断请请求求之之后后，I/O进进程程也也被被调调度度执执行行以以响响应应中中断断。I/O请请求求处处理理模模块块、设设备备分分配配模模块块以以及及缓缓冲冲区区管管理理模模块块和和中中断断原原因因分分析析、中中断断处处理理模模块块和和后后述述的的设设备备驱驱动程序模块等都是动程序模块等都是I/O进程的一部分。进程的一部分。9.6.3 I/O控制的实现控制的实现vI/O进程的三种实现方式进程的三种实现方式:a.每每类类(个个)设设备备设设一一专专门门的的I/O进进程程，且且该该进程只能在系统态下执行。进程只能在系统态下执行。b.整整个个系系统统设设一一I/O进进程程，全全面面负负责责系系统统的的数数据据传传送送工工作作。又又可可把把I/O进进程程分分为为输输入入进进程程和输出进程。和输出进程。c.每每类类(个个)设设备备设设一一个个专专门门的的I/O进进程程，但但该进程既可在用户态也可在系统态下执行。该进程既可在用户态也可在系统态下执行。9.6.3 I/O控制的实现控制的实现本本 章章 小小 结结v设备管理的主要任务是控制设备和设备管理的主要任务是控制设备和CPU之间进行之间进行I/O操作。设备管理成了操作系统中最复杂、最操作。设备管理成了操作系统中最复杂、最具有多样性的部分。设备管理模块在控制各类设具有多样性的部分。设备管理模块在控制各类设备和备和CPU进行进行I/O操作的同时，还要尽可能地提操作的同时，还要尽可能地提高设备和设备之间、设备和高设备和设备之间、设备和CPU之间的并行操作之间的并行操作度以及设备利用率，从而使得整个系统获得最佳度以及设备利用率，从而使得整个系统获得最佳效率。另外，设备管理模块还应该为用户提供一效率。另外，设备管理模块还应该为用户提供一个透明的、易于扩展的接口，以使得用户不必了个透明的、易于扩展的接口，以使得用户不必了解具体设备的物理特性和便于设备的追加和更新。解具体设备的物理特性和便于设备的追加和更新。v本本章章从从设设备备的的分分类类出出发发，对对设设备备和和CPU之之间间的的数数据据传传送送的的控控制制方方式式、中中断断和和缓缓冲冲技技术术、设设备备分分配配原原则则和和算算法法、I/O控控制制过过程程以以及及设设备备驱驱动动程程序序进进行行讨论。讨论。v常常用用的的设设备备和和CPU之之间间数数据据传传送送控控制制方方式式有有4种种，它它们们是是程程序序直直接接控控制制方方式式、中中断断控控制制方方式式、DMA方式和通道方式。方式和通道方式。v程程序序直直接接控控制制方方式式和和中中断断控控制制方方式式都都只只适适用用于于简简单单的的、外外设设很很少少的的计计算算机机系系统统，因因为为程程序序直直接接控控制制方方式式耗耗费费大大量量的的CPU时时间间，而而且且无无法法检检测测发发现现设设备备或或其其他他硬硬件件产产生生的的错错误误，设设备备和和CPU、设设备备和和设设备备只只能能串串行行工工作作。中中断断控控制制方方式式虽虽然然在在某某种种程程度度上上解解决决了了上上述述问问题题，但但由由于于中中断断次次数数多多，因因而而CPU仍仍需需要要花花较较多多的的时时间间处处理理中中断断，而而且且能能够够并并行行操操作作的的设设备备台台数数也也受受到到中中断断处处理理时时间间的的限限制制，中中断断次次数数增增多多导致数据丢失。导致数据丢失。vDMA方方式式和和通通道道方方式式较较好好地地解解决决了了上上述述问问题题。这这两两种种方方式式采采用用了了外外设设和和内内存存直直接接交交换换数数据据的的方方式式。只只有有在在一一段段数数据据传传送送结结束束时时，这这两两种种方方式式才才发发出出中中断断信信号号要要求求CPU做做善善后后处处理理，从从而而大大大大减减少少了了CPU的的工工作作负负担担。DMA方方式式与与通通道道控控制制方方式式的的区区别别是是，DMA方方式式要要求求CPU执执行行设设备备驱驱动动程程序序启启动动设设备备，给给出出存存放放数数据据的的内内存存始始址址以以及及操操作作方方式式和和传传送送字字节节长长度度等等;而而通通道道控控制制方方式式则则是是在在CPU发发出出I/O启启动动命命令令之之后后，由由通通道道指令来完成这些工作。指令来完成这些工作。v中中断断及及其其处处理理是是设设备备管管理理中中的的一一个个重重要要部部分分。本本章章在在介介绍绍中中断断基基本本概概念念的的同同时时，对对陷陷阱阱和和软软中中断断也也做做了了相相应应的的介介绍绍和和比比较较。另另外外，还还介介绍绍和和描描述述了了中中断处理的基本过程。断处理的基本过程。v缓缓冲冲是是为为了了匹匹配配设设备备和和CPU的的处处理理速速度度，以以及及为为了了进进一一步步减减少少中中断断次次数数和和解解决决DMA方方式式或或通通道道方方式式时的瓶颈问题引入的。缓冲有硬缓