jbod ugood 磁盘驱动状态_组成原理—磁盘/IO/中断

1.外存储器：

计算机的外存储器又称为辅助存储器，目前主要使用磁表面存储器。

原理：当磁头和磁介质有相对运动， 通过电磁转换完成读写操作。串行工作模式，每度一位，磁头都要移动。

磁盘存储器：

• 存储区域：一块硬盘有若干个记录面，记录面下分磁道，磁道下分扇区，扇区是磁盘读写的最小单位，也称块，磁盘按块存取。

磁头（heads）磁面数

柱面（cylinders）磁道

扇区（sectors）：一般512字节

• 硬盘存储器
• 磁盘的容量
• 数据传输率：单位时间传输数据的字节数
• 道密度：沿半径方向单位长度的磁道数
• 位密度：磁道单位长度记录的二进制位数。每个磁道信息量是相等的，并不是半径越大信息越多，所以每个磁道的位密度是不同的。
• 面密度=道密度✖位密度

平均存取时间：寻道时间（移动到磁道）+旋转延迟时间（定位到所在扇区）+传输时间

磁盘存储器的地址

驱动器号柱面（磁道）号盘面区扇区号

磁盘的工作过程

寻址，读盘，写盘

磁盘属于机械部件，读写操作是串行的，不能在同一时刻又读又写。

磁盘阵列

RAID（廉价冗余磁盘阵列）是将多个独立的的物理磁盘组成一个独立的逻辑盘，数据在多个物理盘上分割交叉储存，并行访问，具有更好的存储性能，安全性，可靠性。

RAID又可以分RAID1~RAID5几种方案。

光盘

固态硬盘

http://2.IO接口

主机与外设之间的交接界面，实现主机与外设之间的信息交换。

接口的功能：设备选址（设备选择电路），传送命令（命令寄存器），传送数据（DBR），反馈IO设备工作状态（设备状态标记）

设备状态常用标记，触发器是位操作。

• 完成触发器D
• 工作触发器B
• 中断请求触发器INTR
• 屏蔽触发器MASK

端口：IO端口是指接口电路中可以直接被CPU直接访问的寄存器。

如何访问端口？

统一编址，把端口当作存储器单元进行地址分配，用统一的访存指令就可以访问IO端口，称为存储器映射方式。+：不需要专门指令。-：占用存储器空间

独立编址，需要有专门的访问IO设备的指令，又叫做IO映射方式。

按主机访问IO的控制方式可分为：程序查询接口，中断接口，DMA接口

http://3.IO方式

3.1程序查询方式

CPU与IO串行工作，CPU有等待现象。

+：接口设计简单，设备量少

-：效率低

3.2程序中断方式

工作流程：

1.中断请求

中断源向CPU发送中断请求信号

内中断：CPU和主存相关的中断，有意设置的叫trap，有错误引起的叫fault，不可恢复的致命错误叫abort。

外中断：CPU外部与当前指令无关，是狭义的“中断”，如IO信号发出的中断，如用户强行终止一个程序。

外中断又可以分为非屏蔽中断（关中断（中断标志位IF=0）时也会响应）和屏蔽中断（关中断时不会被响应）。中断标志位Interrupt flag, 存在PSW中。

如何判断是什么中断？

中断系统对每个中断源设置中断请求触发器INTR，当状态为1时，表示中断源有请求，这些触发器可以组成中断请求标志寄存器，集中在cpu中，也可以分散在各个中断源中。

对于外中断，需CPU要统一时刻即每条指令执行阶段结束前发出中断查询信号。

2.中断响应，响应中断的条件。

中断判优：

硬件实现，可通过硬件排队器实现。软件实现，可以通过查询程序实现。

优先级：硬件故障最高，其次是软件中断。非屏蔽中断优于屏蔽中断，DMA优先级高于IO设备传送请求，高速设备优于低速设备，输入设备优于输出设备，实时设备优于普通设备。

3.中断处理

多重中断和单重中断是不同的。多重中断中断服务程序中保护现场后（保存寄存器状态等）要开中断，允许被再次中断。恢复现场和屏蔽字前关中断，因为恢复现场不允许被打断。

中断屏蔽技术主要用于多重中断，CPU要具备多重中断的功能，需满足以下条件：

1 在中断服务程序中提前设置开中断指令

2 优先级高的中断源有权中断优先级低的中断源

每个中断源都有一个屏蔽触发器，所有屏蔽触发器组合在一起，便构成一个屏蔽字触发器，屏蔽字触发器的内容称为屏蔽字。

3.3DMA方式

由硬件控制大量的数据传送->DMA控制器

当IO需要进行数据传送时，DMA向CPU提出DMA传送请求，Cpu响应之后将让出系统总线，由DMA控制器接管总线进行数据传送。

总结

以上是生活随笔为你收集整理的jbod ugood 磁盘驱动状态_组成原理—磁盘/IO/中断的全部内容，希望文章能够帮你解决所遇到的问题。

如果觉得生活随笔网站内容还不错，欢迎将生活随笔推荐给好友。