36.- 36.1

36. I/O设备

在开始探究本书的这部分的主要内容之前（持久化），我们首先介绍下有关输入输出（I/O）设备的概念，并且展示操作系统是如何与这样的实体交互的。当然，I/O对于操作系统相当重要；想象一个没有任何输入的程序（它每次运行都产生相同的结果）；现在，想象一个没由任何输出的程序（它运行的目的是什么？）。显而易见，为了是计算机系统有意义，既需要输入也需要输出。因此，我们普遍的问题是：

关键：如何将I/O集成到系统

如何将I/O集成到系统？一般的机制是什么？我们如何使它有效？

36.1 系统架构

       为了开始我们的讨论，让我们看看典型系统的结构（图36.1）。这张图展示了一个CPU通过某种存储器总线或者接口连接到主存上。一些设备通过一般的I/O总线连接到系统，这些总线在现代系统中是PCI（外设互联标准）或它的众多衍生之一；显卡和一些其他的高性能I/O设备可能会连接在这上面。最后，再下面是一个或多个我们称之为外围总线的东西，例如，SCSI，SATA，或者USB。这些把最慢的设备连入系统，包括磁盘，鼠标，和其他类似的组件。
       你可能会问：为什么我们需要一个像这样的分层结构？简单来说:出于物理因素和成本的考虑。总线越快，它就必须越短，因此，高性能存储器总线没有足够的空间接入设备。另外，设计一个高性能的总线相当昂贵。因此，系统设计者采用这种分层的方法，需要高性能的组件（例如显卡）更接近CPU。性能越低的组件离CPU越远。将磁盘和其他慢速设备放在一个外围总线的好处是多方面的，尤其是，采用这种方法，你可以在外围总线上放置大量的设备。