操作系统第五章：设备管理-中断类型解析

"该资源是关于操作系统课程的第五章，主要讲解了设备管理和中断类型，包括输入输出中断和外中断，以及与之相关的I/O控制方式、缓冲技术、设备分配和磁盘管理等内容。" 在操作系统中，中断是硬件与CPU通信的重要机制，用于通知CPU某些事件的发生。中断类型主要分为两种：输入输出中断和外中断。 1. 输入输出中断： 输入输出中断发生在外部设备完成特定操作或出现错误时。例如，打印机完成打印作业、缺少纸张，或者在读取磁盘时发现驱动器中没有磁盘。这些中断使CPU能够及时响应设备状态的变化，确保数据传输的正确性和效率。 2. 外中断： 外中断是由CPU外部的非通道设备引发的，如时钟中断（用于定时任务）、操作员控制台中断（操作员发出的命令）和多处理机系统中CPU间的通信中断。外中断提供了对突发事件的快速响应能力，增加了系统的灵活性。 设备管理是操作系统的关键组成部分，涉及设备的分类、分配、控制和用户接口。设备通常分为系统设备和用户设备，前者是操作系统启动时即配置好的标准设备，后者则是用户后期添加的设备。根据信息处理方式，设备又分为字符设备（逐字符处理）和块设备（按块处理）。资源分配方式有独占设备、共享设备和虚拟设备，其中虚拟设备通过SPOOLing技术将独占设备转化为可共享的。 设备管理的任务包括选择和分配I/O设备，控制数据交换，提供用户友好的接口，并优化设备利用率，实现并行工作。I/O系统由CPU、设备控制器和可能的通道组成，控制器负责设备的具体操作，而通道则像一个小型处理机，执行内存中的通道程序来控制多个I/O操作。 在操作系统中，设备控制器是连接CPU和设备的桥梁，它包含数据寄存器、I/O逻辑和控制/状态寄存器，负责数据的传输和设备状态的监控。通道是一种高级的I/O控制方式，允许CPU和多个I/O设备同时工作，提高了系统效率。 总结来说，操作系统通过中断、设备管理、I/O控制方式和缓冲技术等手段，有效地协调了CPU与外部设备之间的交互，实现了高效的数据传输和设备资源的合理利用。