操作系统课堂笔记(2)操作系统的硬件环境之I/O技术和时钟

I/O技术

1、程序控制I/O技术

有处理器提供相关的IO指令来实现的。主要缺陷是，处理器必须关注IO处理单元的状态，因而它会耗费大量的时间轮询以获得这个信息，这严重降低了系统性能。

2、中断驱动I/O技术

当IO处理单元准备好与设备交互的时候，通过物理信号通知处理器，即中断处理器。

3、DMA技术（直接存储器访问技术）

DMA通过系统总线中的一个独立的控制单元———DMA控制器，自动的控制成块的数据在内存和IO单元之间的传送。当处理器需要读写一整块数据的时候，它给DMA控制单元发送一条命令就可以处理其他事情了，DMA控制器将自动的管理数据的传送，当这个过程完成之后，它会给处理器发送一个中断，这样处理器只在开始传送和传送结束时关注一下就可以了，这再一次提高了处理器IO的效能。

4、通道

通道时独立于中央处理器的、专门负责数据IO传输工作的处理单元，它对外设实现统一管理，代替CPU对IO操作进行控制，使CPU和外设可以并行工作。（一般用于大型机系统和那些对IO处理能力要求较严格的系统中，微机中一般没有通道）

时钟的必要性

1）在多道程序运行的环境中它可以为系统发现一个陷入死循环的作业，从而防止机时的浪费。

2）在分时系统中用间隔时间来实现作业间按时间片轮转。

3）在实时系统中按要求的时间间隔输出正确的时间信号给一个实时的控制设备。

4）定唤醒那些需要延迟执行的各个外部事件。

5）记录用户使用各种设备的时间和外部事件发生的时间。

6）记录用户和系统所需要的绝对时间。

绝对时钟： 记录当时的时间，一般来说绝对时间准确，当计算机停机时，绝对时间值仍然自动修改。

间隔时钟：又称为相对时钟，也是通过时钟寄存器来实现的，同样由操作人员设置好时间间隔的初值，以后每经过一个单位时间，时钟的值减1。