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在设备驱动程序的上面，是设备独立的输入／输出软件。它是系统内核的一部分，主要任务是实现所有设备都需要的一些通用的输入／输出功能，并向用户级的软件提供一个统一的访问接口。具体来说，在这个层面上实现的功能主要有：设备驱动程序的管理、与设备驱动程序的统一接口、设备命名、设备保护、缓冲技术、出错报告以及独占设备的分配和释放。
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设备驱动程序的管理通过驱动程序地址表来实现。驱动程序地址表中存放了各个设备驱动程序的入口地址，可以通过此表来实现设备驱动的动态安装与卸载。
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操作系统的一个主要问题就是如何使各种I/O设备和设备驱动程序的处理方式大致相同，从而方便系统的设计和用户的使用，实现设备独立性。因此，I/O系统通常会提供一个统一的调用接口，包含了一些常用的设备操作，如设备初始化、打开设备、关闭设备、读操作、写操作、设备控制，等等。在I/O设备的命名规则上，可以采用统一命名的方式，然后由设备独立的I/O软件来负责把设备的符号名映射到相应的设备驱动程序。
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缓冲技术是操作系统当中很重要的一种技术，它的基本思想是：在实现数据的输入／输出操作时，为了缓解CPU与外部设备之间速度不匹配的矛盾，提高资源的利用率，可以在内存当中开辟一个空间，作为缓冲区。当需要从设备读取数据时，先到缓冲区中去查找，如果能够找到，就不用去访问外设了。同样，往设备中写入数据时，也是先写到缓冲区中。这样，如果马上又要用到这些数据，就可以直接从缓冲区中去取。缓冲技术是一种实用、有效的技术，因为对于I/O设备的访问，也会满足程序的局部性原理，即在访问设备数据的时候，在一小段时间内，可能会集中地访问其中的若干个数据块。所以设置缓冲区可以减少对I/O设备的访问，从而提高系统的性能。在具体实现上，缓冲技术可以分为单缓冲、双缓冲、多缓冲和环形缓冲。
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