虚拟存储器中经常使用两种基本管理技术: 段式存储管理, ...
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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. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
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
段号 段内地址
+
+
逻辑地址
段始地址 段长 装入位
段表
主存实际地址
段表基地址
页表内容和页式管理-
+
(在内存中)控制位 有效位
虚 页号 实 页号慢表
虚地址
实地址 ( 读写内存用 )
快表 ( 专设硬件 )比较 ( 按内容选 )
按地址
读实页号
虚页号 页内地址
实页号 页内地址
页表基地址
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
NRZ
NRZ1
PM
FM
MFM
位信息 1 0 1 1 1 0 0 0 1
位周期
硬 磁 盘 设 备
磁头
磁盘组
主轴通风机
取数臂 定位驱动器
速度传感器
小车
主电机传动皮带
滤尘器
密封罩
硬磁盘驱动器结构示意图
磁 带 机 设 备
。。。。。。
。。。。。。
。。。。。。。
。。。。。。磁带
抽风口 真空积带箱小孔
增压风口供
收带盘 放带盘
导轮
左主动轮右主动轮
读写磁头
刹块
刹带柱
压轮
双压轮真空积带箱式磁带机
90%调制器
写一次型光盘光学系统示意图
He-Ne
光盘
聚焦系统,物镜
旋转台
径向跟踪反射镜
激光器 光束分离器
读出信号
光束分离器
调制信号
10%
写光束
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 1/N 的访问时间有 N 个磁盘的容量
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。
CPU 主存输入
设备
输出
设备
总线
多 ( 2 或 3 ) 总线结构当前计算机通常采用多总线结构
CPU 主存
扩展总线控制线路
I/O 设备 1 I/O 设备 2
处理机总线
32MHz 4B~8B
ISA / EISA 8.33MHz
1 , 2 , 4 B
二总线结
构
. . . . .
多 ( 2 或 3 ) 总线结构-
CPU 主存
PCI 桥
I/O 设备 1 I/O 设备 2
处理机总线66MHz 4B~8B
ISA / EISA 8.33MHz
1 , 2 , 4 B
三总线结
构
. . . . .
PCI BUS 33MHz 4B
扩展总线控制线路
I/O 设备 3 I/O 设备 4
接快速设备
接慢速设备
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 .