Ch
ng V
ươ
ả
ệ ố thi
H th ng qu n lý t bế ị
M c tiêu
ụ
ng này, sinh viên s phân bi ẽ
ươ ế
ụ
• Sau ch t ệ c th nào là thi đ t b t b chu n và thi ượ ế ị ế ị ẩ c nguyên t c m r ng. Đ ng th i hi u đ ở ộ ờ ồ ể ắ ượ t b ngo i vi c a h ch c, qu n lý thi t ệ ủ ạ ị ế ả ứ ổ đi u hành và m t s k thu t áp d ng ậ ố ỹ ề ộ trong qu n lý thi t b ngo i vi. ạ ế ị ả
N i dung
ộ
• Các nguyên t c t ch c và qu n lý thi ứ ả t b ế ị
ngo i vi c a h đi u hành. ủ ạ
t ắ ổ ệ ề • Các k thu t áp d ng trong qu n lý thi ụ ậ ả ỹ ế
b .ị
ch c và
I. Các nguyên t c t ả
ầ ủ
ắ ổ ứ ế ị t b t b ế ị ạ
ủ
ứ
ệ
ả
qu n lý thi I.1. Yêu c u c a qu n lý thi ả • Ch c năng c a thi ề
ệ
ầ
t b ngo i vi là đ m nhi m ế ị vi c truy n thông tin gi a các thành ph n trong ữ ng bên ngoài. Do đó yêu máy tính và v i môi tr ườ ớ ch c và c u h đi u hành là tìm ph ứ ươ ầ truy nh p thông tin trên các thi
ệ ề ậ • Các thi ế
ị
ể
ấ
ề
ng pháp t ổ t b ngo i vi. ạ ế ị ề ả ả ế ị ộ
t b có th khác nhau v b n ch t và nguyên lý ho t đ ng, h đi u hành ph i tìm cách ệ ề ạ ộ qu n lý, đi u khi n và khai thác thi t b m t cách ể hi u qu . ả
ả ệ
ứ
ả
I.2. Nguyên t c t ắ ổ thi
ch c và qu n lý t b ế ị
• Nguyên t c t ch c và qu n lý thi ổ ả ế
ứ ỉ ắ ơ ở
ệ ế
ả ế ị ể t b đ c bi ị ặ ự ệ
t b ị trên c s CPU ch đi u khi n các thao ề t – tác vào/ra thông qua thi t b qu n lý ch không th c hi n tr c thi ự ứ ti p thao tác vào ra. ế • Thi ư ộ ế ị ả
ụ ề ể
ụ ế ị ế ố ớ ọ
ệ ệ ữ
t b qu n lý đóng vai trò nh m t máy tính chuyên d ng có nhi m v đi u khi n ệ các thi t b k t n i v i nó g i là kênh vào ra. M i kênh này có ngôn ng và h l nh ỗ riêng
ch c và qu n lý
ứ
ả
I.2. Nguyên t c t ắ ổ thi
t bế ị
ố
ỗ
ệ
ề
ỗ
ể ữ
ủ
ươ
ạ
ề
• M i h th ng máy tính có th có nhi u kênh vào/ra. M i kênh có th có nh ng kênh con c a ể ng trình minh. Các kênh ho t đ ng theo ch ộ đi u khi n kênh. ể • CPU ph i hi u đ ả
c ngôn ng kênh, nó đ ữ
ượ
ể
ượ ở ộ
ạ
ặ
c n p vào khi kh i đ ng h đi u hành ho c ngay khi h đi u hành đang ho t đ ng
ệ ề ạ ộ
ể
• CPU đi u khi n các thao tác vào/ra thông qua ng ng v i ớ
ươ
ứ
ề
ể
các ch công vi c c n th c hi n. ầ
ng trình đi u khi n kênh t ệ
ự
ệ ề ề ươ ệ
ch c và qu n lý
ả
ứ
ớ
I.2. Nguyên t c t ắ ổ thi ề ệ
ự ệ
thi ượ ẫ ế ị
ể ế
ẽ ệ ắ
t bế ị • V i nguyên lý đi u khi n trên, cho phép ể c th c hi n trong lúc th c hi n vào ra đ ự t b ngo i vi thì CPU v n ho t đ ng ạ ộ ạ ở song tính toán và đi u khi n. Khi có k t ề qu vào ra kênh s phát tín hi u ng t cho ả CPU bi
t. ế
ượ
ặ
• Tùy theo hoàn c nh, tín hi u ng t đ c ả ắ ệ x lý ngay ho c đ c l u tr đ x lý khi ượ ư ữ ể ử ử có đi u ki n ho c có th h y b . ỏ ặ ệ ể ủ ề
ch c và qu n lý
ứ
ả
I.2. Nguyên t c t ắ ổ thi
t bế ị
ả ể ệ
ố ệ ố ể • Đ hi u su t x lý cao, h th ng ph i bi ế ủ
ẽ
ế ể ả ờ
ề ề ở
t ấ ử t th i đi m k t thúc c a càng s m càng t ế ờ ớ ho t đ ng vào ra. Kênh s báo cho h ệ ộ ạ t k t qu vào/ra vào th i đi m th ng bi ế ố s m nh t có th , do đó ho t đ ng vào/ra ạ ộ ể ấ ớ nhi u m c, nhi u n i có th k t thúc ơ ứ ể ế khác nhau.
ề ắ
ng pháp này cho phép g n nhi u ươ t b đ ng th i mà không ph thu c vào ế ị ồ ụ ộ
• Ph thi ờ t b . c u hình c a thi ế ị ấ ủ
II. Các k thu t áp d ng trong qu n
ả
ỹ
ậ lý thi
ụ t b ế ị
II.1. K thu t vùng đ m. ỹ ệ ậ II.2. K thu t k t kh i. ỹ ố ậ ế i. II.3. X lý l ỗ ử II.4. SPOOL.
II.1. K thu t vùng đ m ậ
ệ
ỹ
II.1.1. Khái ni m và m c đích c a vùng ụ ủ ệ
đ mệ .
ớ
ờ ệ ữ ạ
ướ
ợ
• H th ng th c hi n vào/ra qua các b ệ t b . ế ị
ệ
• Vùng đ m là vùng nh trung gian làm n i ơ l u tr t m th i trong các thao tác vào/ra. ư c: ư ệ ố – Kích ho t thi ạ – Ch thi t b đ t tr ng thái thích h p. ế ị ạ ạ ờ – Ch thao tác vào/ra th c hi n. ự ờ
ệ
ủ
II.1.1. Khái ni m và m c đích c a ụ vùng đ mệ . • Thao tác vào/ra c n ph i s d ng vùng
ậ
ử ụ ả
ệ
ớ
ử
– Cho phép th c hi n tr
ra v i các thao tác x lý thông tin khác nhau. ậ
c các phép nh p d ữ
ướ
ự
ệ
li u.ệ
ầ đ m nh m m c đích: ằ ệ – Gi m s l ố ượ ả – Cho phép th c hi n song song các thao tác vào ụ ng các thao tác vào/ra v t lý. ự
II.1.2. Phân lo i vùng đ m ạ
ệ
ể
ử
• Có nhi u ph ng pháp t ổ ề ứ ươ ệ
ch c vùng đ m khác nhau, có th chia thành 3 lo i: ạ ể – Vùng đ m trung chuy n. ệ – Vùng đ m x lý. ệ – Vùng đ m vòng tròn. ệ
ể Vùng đ m trung chuy n
ệ
ứ
ch c hai vùng nh riêng bi ể
ớ ậ
ỉ
• T
ng ng h th ng có hai l nh đ đ a thông tin
• H th ng t t: ệ ổ ệ ố – Vùng nh vào: Ch dùng đ nh p thông tin. ớ – Vùng nh ra: Dùng đ ghi thông tin. ể ớ ươ
ệ ố
ể ư
ệ
vào và l y thông tin ra (write/read)
ứ ấ
ờ
ể ả ề
ệ
ờ ệ ố ế ể
ệ ố
ệ
• Đ gi m th i gian ch , h th ng có th t ch c ứ ể ổ m t nhi u vùng đ m vào. Khi h t thông tin ộ ở vùng đ m này, h th ng chuy n sang vùng đ m ệ khác.
Vùng đ m trung chuy n
ệ
ể
c • Đ i v i vùng đ m ra thông tin cũng đ ệ ượ
theo chi u ng ự i. c l ượ ạ
• ng t ủ ể
ổ ụ
ả
ố ớ x lý t ề ử u đi m c a vùng đ m trung chuy n là ệ Ư có h s song song cao, ph d ng, cách t ổ • Nh ớ ộ
ươ ể ệ ố ch c đ n gi n. ơ ứ c đi m: T n b nh , kéo dài th i ờ ố ể ượ gian trao đ i thông tin trong b nh . ớ ổ ộ
Vùng đ m x lý ệ
ử
ả
ệ
ử
ượ
ộ
ớ
ả ư ở
ị
ử ầ ớ ệ
ộ
ọ
ị
ỉ
ị
ị
•
t ki m không gian nh , rút ng n th i ờ
ệ
ắ
ớ
• Trong vùng đ m x lý, c thông tin vào, ra cùng đ c x lý trong m t vùng b nh , thông tin ộ nhi u v trí khác nhau trong không c n ph i l u ề b nh . L nh đ c ch c n xác đ nh đ a ch thông ỉ ầ tin, không c n cung c p giá tr thông tin. ầ ấ u đi m: Ti ế Ư ể gian trao đ i tt.ổ
ậ
ớ
• Nh Ph
ượ ươ
c đi m: T c đ gi ố ể ch c ph c t p. ng pháp t ổ
i phóng vùng nh ch m, ứ ạ
ộ ả ứ
Vùng đ m vòng tròn
ệ
ố ổ
ệ ứ ệ ể ư • Trong cách t ớ
ộ ộ ể ư
ộ ử ả ộ
ứ ủ ờ ị
ấ ượ ệ ổ
• Lo i vùng đ m này có th g n v i m t file ể ắ ệ ớ
ch c này, h th ng làm ệ vi c v i ba vùng đ m: M t vùng đ đ a thông tin vào, m t vùng đ đ a thông tin ra và m t vùng x lý. Sau m t kho ng th i gian nh t đ nh, ch c năng c a cách c trao đ i cho nhau -> Vòng vùng đ m đ tròn. ộ ạ c th ho c g n v i toàn b h th ng. ớ ụ ể ộ ệ ố ặ ắ
II.2. K Thu t k t kh i ố
ậ ế
ỹ
ậ ệ ố
ậ ố ầ ỹ
ả ậ ố ứ ộ
ữ ổ
ả ậ
• Đ gi m s l n truy nh p v t lý, h th ng ể ả s d ng k thu t k t kh i t c là ghép ế ử ụ nhi u b n ghi logic thành m t bàn ghi v t ậ ề lý. Vi c trao đ i thông tin gi a các b ộ ệ ph n đ ượ ậ • Các cách t ế ch c k t kh i nh sau: ư
ầ ớ
ư
ị
– M i b n ghi v t lý ch a m t s nguyên l n các b n ghi logic, giá tr này là nh nhau v i m i ọ b n ghi v t lý.
ỗ ả ả ả
ậ
c ti n hành theo b n ghi v t lý. ố ổ ộ ố ứ ậ ế ứ
II.2. K Thu t k t kh i ố
ậ ế
ỹ
ầ
ậ
ư
ỗ ả ả
ậ
ả
ộ
ả
– B n ghi v t lý có đ dài c đ nh không ph ụ
ố ị
ộ
ả
ả
ầ ả
ộ ề
ậ
Ph
c ch n tùy thu c vào ộ ng th c ho t ứ
ọ i quy t và ph ươ
ạ
– M i b n ghi v t lý ch a m t s nguyên l n các ứ ộ ố ng các b n ghi logic b n ghi logic nh ng s l ả ố ượ không gi ng nhau v i nh ng b n ghi v t lý ữ ớ ố khác nhau. ậ thu c vào b n ghi logic. ả – B n ghi v t lý ch ch a m t ph n b n ghi ậ ứ ỉ logic, vì v y ph i k t h p nhi u b n ghi v t lý ả ế ợ ậ c b n ghi logic. m i đ ả ớ ượ ng pháp k t kh i đ ố ượ ế ươ v n đ c n gi ấ ế ề ầ đ ng c a thi ủ ộ
ả t b ế ị
II.2. K Thu t k t kh i ố
ậ ế
ỹ
ố ế ạ
ế
ỹ ấ ố ậ ế ệ ợ ệ ố ậ ệ ố ế ệ ế ụ ự
• K thu t k t kh i giúp h n ch truy nh p b t h p l . N u không đúng h s k t kh i thì h th ng không ti p t c th c hi n các phép truy nh p thông tin.
• Ph ươ ữ ậ ứ ư
ớ ư
còn h tr l u tr , ỗ ợ ư c l n. ướ ớ ộ ố ậ ế ươ
ng pháp th t sao chép các file có kích th • K thu t k t kh i c n ph i có b nh l u ả ố ầ ng trình ph c v k t kh i và m ở ụ ế ụ ả ử ỹ tr ch ữ kh i, t n th i gian x lý b n ghi. ố ố ờ
II.3. X lý l
i
ử
ỗ
ụ ủ ế
ắ ệ ố ắ ằ
ề ầ
ườ
ụ ỗ
i quy t. • Ph ng pháp ch y u áp d ng trong ươ i vào/ra là giao trách nhi m phát ch ng l ệ ỗ ố i h hi n l i cho h th ng. Khi phát hi n l ệ ỗ ệ ệ ỗ th ng có g ng kh c ph c b ng cách th c ự ụ ố hi n l i nhi u l n thao tác vào/ra. N u ế ạ ệ i n đ nh thì c g ng khôi ph c v n có l ụ ố ắ ỗ ổ ẫ ng h p không th thông tin ban đ u, tr ể ợ i cho kh c ph c đ ắ ng ườ ử ụ ị ầ c thì thông báo l ượ gi i s d ng t ế ự ả
II.3. X lý l
ử
i ỗ
• Vi c ki m tra l ỗ ể
ệ ị ề i thông th ự
ỗ ệ
ố ệ ố ộ
ng ng. ứ
• Vi c áp d ng các mã s a sai giúp h ệ ng ử i d li u th ỗ ữ ệ ườ ụ ắ
ng do các thi t ườ ế b đi u khi n vào/ra th c hi n, sau đó m i ớ ệ ể i cho h th ng và h th ng thông bào l ệ ch u trách nhi m th c hi n các tác đ ng ự ệ ị t ươ ệ ụ th ng kh c ph c các l ố g pặ
ử
• Ph
II.3. X lý l ể
i ỗ ơ
ấ ả ươ
ộ ể
ầ ố ẫ
là hi n ệ
c bít l
ẵ ể ệ
ng pháp ki m tra đ n gi n nh t là VRC (Vertical Redundancy Check) Thêm vào m t bit vào dãy bit c n ki m tra. Bit này b ng 0 n u d y có s bit 1 là ch n, và ế ằ c l i. H thông căn c vào đó đ phát ng ượ ạ ứ i. hi n l ệ ỗ Nh đi m c ể ượ phát không i đ ỗ ượ
II.3. X lý l
i
ử
ỗ
• Đ kh c ph c nh ắ ượ
i ta s d ng thêm ph ụ ử ụ ể ươ
c đi m c a VRC, ủ ể ng pháp LRC ng ườ (Longitudinal Redundancy Check) Cho ph ng pháp ki m tra l i theo hai chi u. ươ ể ề ỗ
II.4.SPOOL(Simulteneous Peripheral Operations On Line)
ố
ự
ườ
, nhi u tr ề
ế ạ ộ
ươ
ỏ ươ
ủ
ế
ế
ệ
ng h p h th ng mô Trên th c t ệ ợ ph ng ho t đ ng vào ra b ng ch ng trình. Các ằ ng trình này có th ho t đ ng song song và ch ạ ộ ể tuân th theo nguyên t c c a qu n lý ti n trình. ả ắ ủ -Vi c mô ph ng thi t b ngo i vi làm xu t hi n ị ệ ấ t b o s t o ra hai ng d ng khác nhau: thi ứ ế ị ả
ạ ụ
t
ế
ỏ ẽ ạ ỏ
ế ạ
ể ư
ả ắ ỏ
ị ớ ạ
ố
- Mô ph ng quá trình đi u khi n và qu n lý thi ề b m i đang ch t o ho c ch a có đk l p đ t. ặ ặ - T o ra các SPOOL (h th ng mô ph ng các ệ phép trao đ i ngo i vi trong ch đ tr c ti p)
ế ộ ự
ế
ạ
ổ
ệ
ụ ủ
ệ ứ
ụ
ạ ị
ỉ ượ
d ng song song, các ch th ch đ thác trong ch đ tu n t
• K thu t SPOOL mô ph ng các thi
II.4.SPOOL(Simulteneous Peripheral Operations On Line) • Nhi m v c a SPOOL là t o ra các hi u ng s ử c phép khai ỉ . ế ộ ầ ự ỏ
ằ
ỹ
t b này b ng t b o và cung c p cho các ti n trình có
ậ ế ị ả
ế ị ế
ấ
ử ụ
ể
ế
ề
ộ
ượ ế ị
ử ụ
ủ
ả
các thi yêu c u.ầ • SPOOL đ c s d ng r ng rãi đ thay th nhi u lo i thi t b không có kh năng s d ng chung ả ạ đ nâng cao kh năng ho t đ ng song song c a ạ ộ ể các ti n trình. ế
Câu h i ôn t p ỏ
ậ
t thi t b chu n và không • Câu 1: Phân bi ế ị
ẩ
ẩ ệ chu n trong h th ng máy tính. ệ ố • Câu 2: Trình bày nguyên t c t ắ ổ
qu n lý thi ả ế ị ệ ề
ụ
ệ
ủ ạ
t các lo i vùng đ m và ệ
ch c và ứ t b ngo i vi c a h đi u hành. ủ ạ • Câu 3: Trình bày khái ni m và m c đích ệ s d ng c a vùng đ m trong các phép ử ụ trao đ i ngo i vi. ổ • Câu 4: Phân bi ạ ệ c đi m c a các lo i đó. nêu rõ u nh ướ ư ủ ể ạ
Câu h i ôn t p ỏ
ậ
ế ố
c đi m c a nó. • Câu 5: M c đích c a k t kh i là gì? Nêu ủ ụ ng pháp k t kh i? So sánh qu ố ế ươ ể các ph nh ượ ủ
ế
• Câu 6: Th nào là SPOOL? Trình bày các ng d ng c a SPOOL? Cho ví d minh ụ ủ ụ
ứ h a.ọ
