设备管理：设备控制器与I/O操作

"设备控制器的基本功能包括接收和识别CPU发送的命令，这通常通过控制寄存器来实现。设备管理在计算机系统中扮演着关键角色，负责数据传输控制和管理所有非CPU、非主存储器的设备，尤其是I/O设备。设备管理的主要任务是满足用户的I/O请求，高效利用设备，并提供设备独立性。其核心功能包括设备分配、设备处理（设备驱动）、缓冲区管理、虚拟设备的实现等。在设备分配中，不仅要考虑设备类型和分配策略，还需关注控制器和通道的分配，以确保信息传递路径畅通。设备处理，即设备驱动，负责接收上层的I/O请求，执行实际的设备操作，包括启动I/O、处理中断请求以及在有通道系统中构建通道程序。设备驱动程序通常由多个例程组成，如初始化、添加设备、调度和启动I/O等例程，以全面管理和控制设备操作。" 在计算机系统中，设备控制器是连接CPU和硬件设备的关键组件。它的基本功能之一是接收和识别CPU发出的命令。这些命令可能包括启动I/O操作、配置设备参数或者控制设备状态。控制器内部的控制寄存器用于存储这些命令和参数，并通过译码机制来理解并执行接收到的指令。 设备管理是操作系统的重要组成部分，主要目标是有效地管理和调度I/O设备，提高系统的整体性能。设备管理涉及多个方面，首先是设备分配，这不仅涉及到将设备分配给需要的进程，还可能涉及到分配相应的设备控制器和I/O通道，确保数据能在CPU、控制器和设备之间流畅传输。为此，操作系统会维护一系列数据结构，如设备表，来跟踪设备的状态和使用情况。 设备处理，或称为设备驱动，是设备管理中的另一个核心功能。设备驱动程序位于操作系统内核和硬件设备控制器之间，充当两者之间的桥梁。它接收来自上层的抽象I/O请求，转换成具体针对硬件的操作，并处理设备中断，确保及时响应设备的完成或异常情况。在有通道的系统中，设备驱动还需构造和执行适当的通道程序，以实现不同设备的特定I/O操作。 设备驱动程序通常由多个组件构成，例如初始化例程用于在系统启动时设置驱动环境；添加设备例程允许动态添加新的硬件；调度例程集则包含了处理设备打开、关闭、读写等操作的函数；而启动I/O例程则负责设置数据传输的初始条件，使设备开始进行数据传输。 总结来说，设备控制器和设备管理在计算机系统中起着至关重要的作用，它们协同工作，确保了CPU与外部设备之间的高效通信，提高了系统对I/O操作的处理能力，并简化了用户对硬件设备的使用。