I/O系统概述

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1 I/O系统基础概念 #

mindmap
    id1[I/O系统基础概念]
        id1-1[I/O系统定义与作用]
        id1-2[输入/输出系统基本概念]
        id1-3[I/O系统在操作系统中的重要性]
        id1-4[I/O系统的主要功能]
        id1-5[I/O设备分类]
        id1-6[按数据传输方式分类]
        id1-7[按设备特性分类]
        id1-8[按使用方式分类]
        id1-9[I/O系统组成结构]
        id1-10[I/O硬件组成]
        id1-11[I/O软件层次结构]
        id1-12[I/O系统接口]
I/O系统定义与作用
输入/输出系统基本概念
I/O系统在操作系统中的重要性
I/O系统的主要功能
I/O设备分类
按数据传输方式分类
按设备特性分类
按使用方式分类
I/O系统组成结构
I/O硬件组成
I/O软件层次结构
I/O系统接口

2 I/O硬件原理 #

I/O设备控制器
设备控制器功能
设备控制器组成
设备控制器与CPU的接口
I/O端口与内存映射
I/O端口寻址方式
内存映射I/O原理
端口映射与内存映射比较
中断机制
中断概念与分类
中断处理过程
中断控制器工作原理
DMA技术
DMA基本概念
DMA工作过程
DMA控制器结构
mindmap
    id2[I/O硬件原理]
        id2-1[I/O设备控制器]
        id2-2[设备控制器功能]
        id2-3[设备控制器组成]
        id2-4[设备控制器与CPU的接口]
        id2-5[I/O端口与内存映射]
        id2-6[I/O端口寻址方式]
        id2-7[内存映射I/O原理]
        id2-8[端口映射与内存映射比较]
        id2-9[中断机制]
        id2-10[中断概念与分类]
        id2-11[中断处理过程]
        id2-12[中断控制器工作原理]
        id2-13[DMA技术]
        id2-14[DMA基本概念]
        id2-15[DMA工作过程]
        id2-16[DMA控制器结构]

3 I/O软件原理 #

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    id3[I/O软件原理]
        id3-1[I/O软件层次]
        id3-2[用户层I/O软件]
        id3-3[设备无关操作系统软件]
        id3-4[设备驱动程序]
        id3-5[中断处理程序]
        id3-6[I/O控制方式]
        id3-7[程序查询方式]
        id3-8[中断驱动方式]
        id3-9[DMA方式]
        id3-10[通道控制方式]
        id3-11[设备驱动程序]
        id3-12[驱动程序功能]
        id3-13[驱动程序结构]
        id3-14[驱动程序开发]
I/O软件层次
用户层I/O软件
设备无关操作系统软件
设备驱动程序
中断处理程序
I/O控制方式
程序查询方式
中断驱动方式
DMA方式
通道控制方式
设备驱动程序
驱动程序功能
驱动程序结构
驱动程序开发

4 I/O管理与调度 #

缓冲技术
单缓冲与双缓冲
循环缓冲
缓冲池管理
设备分配与回收
设备分配策略
设备分配算法
虚拟设备技术
I/O调度算法
先来先服务调度
最短寻道时间优先
扫描算法
循环扫描算法
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    id4[I/O管理与调度]
        id4-1[缓冲技术]
        id4-2[单缓冲与双缓冲]
        id4-3[循环缓冲]
        id4-4[缓冲池管理]
        id4-5[设备分配与回收]
        id4-6[设备分配策略]
        id4-7[设备分配算法]
        id4-8[虚拟设备技术]
        id4-9[I/O调度算法]
        id4-10[先来先服务调度]
        id4-11[最短寻道时间优先]
        id4-12[扫描算法]
        id4-13[循环扫描算法]

5 磁盘I/O系统 #

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    id5[磁盘I/O系统]
        id5-1[磁盘存储结构]
        id5-2[磁盘物理结构]
        id5-3[磁盘逻辑结构]
        id5-4[磁盘性能参数]
        id5-5[磁盘调度算法]
        id5-6[FCFS调度算法]
        id5-7[SSTF调度算法]
        id5-8[SCAN调度算法]
        id5-9[C-SCAN调度算法]
        id5-10[磁盘缓存技术]
        id5-11[磁盘缓存原理]
        id5-12[缓存替换算法]
        id5-13[预读技术]
磁盘存储结构
磁盘物理结构
磁盘逻辑结构
磁盘性能参数
磁盘调度算法
FCFS调度算法
SSTF调度算法
SCAN调度算法
C-SCAN调度算法
磁盘缓存技术
磁盘缓存原理
缓存替换算法
预读技术

6 字符设备I/O #

终端设备管理
终端设备类型
终端输入处理
终端输出处理
键盘输入处理
键盘扫描码处理
键盘缓冲区管理
特殊键处理
显示器输出处理
显示缓冲区管理
字符显示原理
图形显示原理
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    id6[字符设备I/O]
        id6-1[终端设备管理]
        id6-2[终端设备类型]
        id6-3[终端输入处理]
        id6-4[终端输出处理]
        id6-5[键盘输入处理]
        id6-6[键盘扫描码处理]
        id6-7[键盘缓冲区管理]
        id6-8[特殊键处理]
        id6-9[显示器输出处理]
        id6-10[显示缓冲区管理]
        id6-11[字符显示原理]
        id6-12[图形显示原理]

7 块设备I/O #

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    id7[块设备I/O]
        id7-1[块设备特性]
        id7-2[块设备工作原理]
        id7-3[块设备接口标准]
        id7-4[块设备性能优化]
        id7-5[块设备驱动程序]
        id7-6[块设备驱动结构]
        id7-7[块设备I/O请求处理]
        id7-8[块设备错误处理]
        id7-9[文件系统与块设备]
        id7-10[文件系统I/O操作]
        id7-11[块设备缓存管理]
        id7-12[文件系统性能优化]
块设备特性
块设备工作原理
块设备接口标准
块设备性能优化
块设备驱动程序
块设备驱动结构
块设备I/O请求处理
块设备错误处理
文件系统与块设备
文件系统I/O操作
块设备缓存管理
文件系统性能优化

8 网络I/O系统 #

网络设备驱动
网络接口卡驱动
网络协议栈接口
网络数据包处理
网络I/O模型
阻塞I/O模型
非阻塞I/O模型
I/O多路复用
异步I/O模型
网络性能优化
零拷贝技术
内核旁路技术
网络I/O调度
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    id8[网络I/O系统]
        id8-1[网络设备驱动]
        id8-2[网络接口卡驱动]
        id8-3[网络协议栈接口]
        id8-4[网络数据包处理]
        id8-5[网络I/O模型]
        id8-6[阻塞I/O模型]
        id8-7[非阻塞I/O模型]
        id8-8[I/O多路复用]
        id8-9[异步I/O模型]
        id8-10[网络性能优化]
        id8-11[零拷贝技术]
        id8-12[内核旁路技术]
        id8-13[网络I/O调度]

9 I/O性能与优化 #

mindmap
    id9[I/O性能与优化]
        id9-1[I/O性能指标]
        id9-2[吞吐量]
        id9-3[响应时间]
        id9-4[利用率]
        id9-5[队列长度]
        id9-6[I/O性能监控]
        id9-7[I/O性能监控工具]
        id9-8[性能瓶颈分析]
        id9-9[性能调优方法]
        id9-10[I/O系统优化技术]
        id9-11[I/O合并技术]
        id9-12[预读与预写技术]
        id9-13[I/O优先级管理]
I/O性能指标
吞吐量
响应时间
利用率
队列长度
I/O性能监控
I/O性能监控工具
性能瓶颈分析
性能调优方法
I/O系统优化技术
I/O合并技术
预读与预写技术
I/O优先级管理

10 现代I/O技术发展 #

虚拟化I/O技术
I/O虚拟化原理
虚拟设备驱动
SR-IOV技术
新型存储技术
SSD存储特性
NVMe协议
持久内存技术
分布式I/O系统
分布式存储I/O
网络文件系统
对象存储系统
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    id10[现代I/O技术发展]
        id10-1[虚拟化I/O技术]
        id10-2[I/O虚拟化原理]
        id10-3[虚拟设备驱动]
        id10-4[SR-IOV技术]
        id10-5[新型存储技术]
        id10-6[SSD存储特性]
        id10-7[NVMe协议]
        id10-8[持久内存技术]
        id10-9[分布式I/O系统]
        id10-10[分布式存储I/O]
        id10-11[网络文件系统]
        id10-12[对象存储系统]