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虚拟存储器中经常使用两种基本管理技术: 段式存储管理, 页式存储管理。 核心问题都在于处理 数据的存放与调度。. 段表内容及其管理. 逻辑地址. 段表基地址. 段号 段内地址. +. +. 主存实际地址. 段 表. 段始地址 段长 装入位. 页表内容和页式管理. 虚地址. 虚页号 页内地址. -. 页表基地址. 实地址 ( 读写内存用 ). +. 实页号 页内地址. 按地址读. 实页号. 慢表. 虚 页号 实 页号. 比较 ( 按内容选 ). (在内存中)控制位 有效位.
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虚拟存储器中经常使用两种基本管理技术: • 段式存储管理, • 页式存储管理。 • 核心问题都在于处理 • 数据的存放与调度。
段表内容及其管理 逻辑地址 段表基地址 段号 段内地址 + + 主存实际地址 段 表 段始地址 段长 装入位
页表内容和页式管理 虚地址 虚页号页内地址 - 页表基地址 实地址(读写内存用) + 实页号 页内地址 按地址读 实页号 慢表 虚 页号 实 页号 比较(按内容选) (在内存中)控制位 有效位 快表(专设硬件)
五. 外存设备 磁表面存储设备 存储原理与组成 (磁盘、磁带设备) 光盘设备的 存储原理与组成 磁盘阵列与容错技术
常用磁记录方式波形图 位周期 位信息 1 0 1 1 1 0 0 0 1 NRZ NRZ1 PM FM MFM
硬 磁 盘 设 备 磁头 取数臂 定位驱动器 密封罩 磁 盘 组 速度 传感器 主轴 小车 通风机 传动皮带 滤尘器 主电机 硬磁盘驱动器结构示意图
磁 带 机 设 备 收带盘 放带盘 读写磁头 压轮 刹块 导轮 增压风口供 刹带柱 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 磁带 。 。 左主动轮 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 小孔 右主动轮 真空积带箱 抽风口 双压轮真空积带箱式磁带机
写一次型光盘光学系统示意图 光盘 聚焦系统,物镜 激光器 调制信号 旋转台 光束分离器 写光束 He-Ne 90% 径向跟踪反射镜 调制器 10% 光束分离器 读出信号
低价磁盘的冗余阵列(RAID)Redundant Arrays of Inexpensive Disks 用 N 个低价磁盘构成一个统一管理的阵列, 取代特贵单一磁盘是一个好的方案,它可以: 有 N个磁盘的容量 有 1/N 的访问时间 有更高的性能价格比 对阵列盘采用冗余技术提高信息的可靠性 RAID0:data Striping RAID1: Drive Mirroring • RAID4: Data Guarding RAID5: Distributed data Guarding
第五章内容概要 直控 中断 DMA, 总线 接口 与设备 主总 局部 慢扩展,周期 方式 等待催 识别 缓冲 和状态,控制 中断 等相随 一般组成 和 原理,显示 键盘 打印机
第 五 章 输入 / 输出系统 和 输入 / 输出设备 1. 输入 / 输出设备概述 2. 常用 输入设备组成与运行原理 : 终端 键盘 鼠标 3. 常用 输出设备组成与运行原理 : 终端 显示器 打印机(针式 喷墨式 激光)
4. 输入 / 输出系统概述 5. 计算机的总线:总线构成 总线周期 运行方式 等待状态 6. 接口电路:接口电路的功能、 一般组成,串行口实例 7. 常用的输入/输出方式 8. 中断 和 DMA的 处理过程
输入/输出子系统 总线: 连接计算机各功能部件的 逻辑电路和连线,包括管理 信息传输规则的电路被称为 总线。
几个概念及术语 三种总线: 数据总线:传输数据,速度与位数 地址总线:传输地址,位数 控制总线:指明总线周期的类型和 一次入/出操作完成的时刻等信息
几个概念及术语 总线周期的类型: 内存读 内存写 外设读 外设写 中断 和 DMA
几个概念及术语 总线周期:正 常 总 线 周 期: 一次地址时间和 一次数据时间 BURST总线周期: 一次地址时间和多次数据时间
总线的等待状态: 增加的数据时间被称为总线的等待状态。 影响系统的运行效率。
单总线和多总线结构 早期的计算机,如 DEC 公司的 PDP-11 只使用一组总线,包括数据总线, 地址总线,控制总线。 其优点是结构简单,成本低廉, 缺点是运行效率低。 总线 输出 设备 输入 设备 主存 CPU
多( 2 或 3 )总线结构 当前计算机通常采用多总线结构 处理机总线 二总线结构 主存 CPU 4B~8B 32MHz 扩展总线 控制线路 8.33MHz 1 , 2 , 4 B ISA / EISA I/O设备1 I/O设备2 . . . . .
多( 2 或 3 )总线结构 三总线结构 处理机总线 主存 CPU 66MHz 4B~8B - PCI桥 33MHz 4B PCI BUS 接快速设备 I/O设备3 I/O设备4 扩展总线 控制线路 8.33MHz 1 , 2 , 4 B ISA / EISA 接慢速设备 I/O设备1 I/O设备2 . . . . .
通用可编程接口电路 通 用 : 能有多种用法与入/出功能 可编程: 能通过指令指定接口的功能 和运行控制参数等
通用可编程接口电路 接口内的组成部分: 设备识别线路 数据缓冲寄存器(输入/输出) 控制寄存器 状态寄存器
通用可编程接口电路 中断电路 (中断触发器,中断屏蔽触发器 等) 电平转换及串行/并行转换电路等
常用的输入/输出方式 程序直接控制方式(状态循环 查询) 简单,CPU效率低,CPU、外 设串行 程序中断传送方式 CPU利用效率略高,CPU、外 设并行
常用的输入/输出方式 直接内存访问方式(DMA) 外设直接访问内存, CPU利 用率更高 I / O 通道控制方式 外围处理机方式
有关中断的概念与术语 中断源及分类: 内/外中断 软件中断 中断优先级 中断请求 中断响应 禁止(开/关)中断 中断屏蔽 中断嵌套
有关中断的概念与术语 中段处理过程: 关中断保存断点和现场 判中断源并转入中断服务程序 开中断 执行中断服务程序 关中断 恢复现场和断点 开中断 返回断点
DMA 的概念与处理 DMA 是在高速外设和 主存储器之间自动成批 传送信息、以尽量减少 CPU 干预的入/出方式.
DMA 卡上应包括 通用接口卡的全部组成部分, 并多出如下内容: 主存地址寄存器,传送字数计数器 DMA 控制逻辑 : DMA 请求 DMA响应 DMA工作方式 DMA优先级及排队逻辑 等
一次完整的 DMA 传送过程 DMA 预处理 CPU 向 DMA 送命令, 如 DMA 方式, 主存地址,传送的字数等, 之后 CPU 执行原来的程序
DMA 控制在 I/O 设备与主 存间交换数据 准备一个数据, 向CPU发 DMA请求,取得总线控制权, 进行数据传送,修改卡上 主存地址,
修改字数计数器内且 检查其值是否为零, 不为零则继续传送, 若已为零,则向 CPU 发中断请求.