загрузка...
загрузка...
На головну

Багатошарова модель підсистеми введення-виведення

  1. А (додаткова). Історична біогеографія. Вікаріантная модель і концепція «відтиснутих реліктів». Фітоспредінг.
  2. Адаптивна поліноміальна модель першого порядку
  3. Акустична модель фрикційного контакту
  4. Альтернативна модель: умовне єдність
  5. американська модель
  6. Американська модель соціальної роботи
  7. Аналіз біполярного транзистора по змінному струмі і малосигнальная модель.

При великій різноманітності пристроїв введення-виведення, що володіють істотно різними характеристиками, ієрархічна структура підсистеми введення-виведення дозволяє дотримати баланс між двома суперечливими вимогами. З одного боку, необхідно врахувати всі особливості кожного пристрою, а з іншого боку, забезпечити єдине логічне уявлення і уніфікований інтерфейс для пристроїв всіх типів. При цьому нижні шари підсистеми введення-виведення повинні включати індивідуальні драйвери, написані для конкретних фізичних пристроїв, а верхні шари повинні узагальнювати процедури управління цими пристроями, надаючи загальний інтерфейс якщо не для всіх пристроїв, то принаймні для групи пристроїв, що володіють деякими загальними характеристиками , наприклад, для принтерів певного виробника або для всіх матричних принтерів і т. п.

Багатошаровість структури, безумовно, полегшує вирішення більшості перерахованих в попередньому розділі задач підсистеми введення-виведення. Узагальнена структура підсистеми введення-виведення показана на рис. 4.9 [28]. Як видно з малюнка, програмне забезпечення підсистеми введення-виведення ділиться не тільки на горизонтальні шари, але і на вертикальні. В даному випадку в якості прикладу наведені три вертикальні підсистеми управління дисками, графічними пристроями і мережевими адаптерами. Природно таких підсистем може бути більше. Наприклад сюди можна додати підсистему управління текстовими терміналами або підсистему управління спеціалізованими пристроями, такими як аналого-цифрові і цифро-аналогові перетворювачі.

У кожної вертикальної підсистемі кілька шарів модулів. Нижній шар утворює апаратні драйвери, керуючі апаратурою зовнішніх пристроїв, здійснюючи обмін байтами і блоками байтів. Як правило, цей шар програмного забезпечення не має справи з питаннями логічної організації даних, наприклад з файлами або складними графічними об'єктами. Функції верхніх шарів в значній мірі залежать від типу вертикальної підсистеми.

Поряд з модулями, що відображають специфіку зовнішніх пристроїв, в підсистемі введення-виведення є модулі універсального призначення. Ці модулі організують узгоджену роботу всіх інших компонентів підсистеми введення-виведення, взаємодія з одними процесами та іншими підсистемами ОС. Ці організують функції розподілені по всіх рівнях, утворюючи оболонку, звану менеджером вводу-виводу.

Верхній шар менеджера становлять системні виклики введення-виведення, які приймають від призначених для користувача процесів запити на введення-виведення і переадресовують їх відповідає за певний клас пристроїв модулів і драйверів, а також повертають процесам результати операцій введення-виведення. Таким чином, цей шар підтримує інтерфейс введення-виведення, створюючи для прикладних програмістів максимум зручностей з маніпулювання зовнішніми пристроями і розташованими на них даними.

Нижній шар менеджера реалізує безпосередню взаємодію з контролерами зовнішніх пристроїв, екрануючи драйвери від особливостей апаратної платформи комп'ютера - шин вводу-виводу, системи переривань і т. П. Цей шар приймає від драйверів запити на обмін даними з регістрами контролерів в деякої узагальненої формі з використанням незалежних від шини введення-виведення адресації і формату, а потім перетворює ці запити в залежить від апаратної платформи формат.

Диспетчер переривань може входити до складу менеджера введення-виведення або представляти окремий модуль ядра. В останньому випадку менеджер вводу-виводу виконує для диспетчера переривань первинну обробку запитів переривань, передаючи диспетчеру узагальнення відомості про джерело запиту.

Важливою функцією менеджера введення-виведення є створення деякої середовища для інших компонентів системи, яка б полегшувала їх взаємодію один е одним. Це завдання вирішується створенням стандартного внутрішнього інтерфейсу взаємодії модулів вводу-виводу. Це полегшує включення нових драйверів і файлових систем до складу ОС. Крім того, розробники драйверів і інших програмних компонентів звільняються від написання загальних процедур, таких як буферизація даних і синхронізація декількох модулів між собою при обміні даними. Всі ці функції бере на себе менеджер вводу-виводу.

Ще однією функцією менеджера введення-виведення є організація взаємодії модулів введення-виведення з модулями інших підсистем ОС, таких як підсистема управління процесами, віртуальною пам'яттю і іншими.

Завдання файлової системи. Основні поняття

Файл - пойменована сукупність даних, що зберігається на будь-якому носії інформації.

Поле - основний неподільний елемент даних. Характеризується довжиною і типом даних. Довжина може бути фіксована або змінна всередині файлу. З полів формується структура, яка називається записом.

Запис являє набір пов'язаних полів. Запис сприймається прикладної програмою як єдине ціле; при обробці записи можлива зміна тих чи інших її полів.

Файл представляє собою сукупність однорідних записів. Слово «однорідність» говорить про те, що вони належать якійсь одній предметної області. З позиції додатка і позиції користувача файл являє собою єдине ціле. Звернення до нього здійснюється по імені.

Файлова система є частиною ОС системи і включає:

? сукупність усіх файлів на різних носіях інформації

? набори структур даних, використовуваних для управління файлами (каталоги файлів, таблиці розподілу вільного і зайнятого простору носіїв інформації)

? комплекс системних програмних засобів, що реалізують різні операції над файлами (створення, читання, запис, знищення, зміна властивостей)

Файл має ряд ознак, які його характеризують. Ці ознаки називаються атрибутами файлу, їх близько 16.

Одним з таких атрибутів є тип файлів. Виділяють такі типи: звичайний, каталог, спеціальний тип, виконуюча програма.

Серед інших атрибутів можна виділити: поточний розмір файлу; власник файлу; системний, архівний або прихований файл.

Звичайні файли містять інформацію, занесену користувачем, системою або прикладною програмою.

Каталоги - це системні файли, які підтримують структуру файлової системи. Вони містять системну довідкову інформацію про набір файлів, який був сформований користувачем для відображення якоїсь предметної області.

В каталоги можуть входити файли та інші каталоги. При такій побудові формується деревоподібна структура.

Спеціальні файли - фіктивні файли, які асоційовані з пристроями введення-виведення. Вони використовуються для уніфікації доступу до наступних пристроїв введення-виведення.

Іменовані конвеєри (канали) - циклічні буфери, що дозволяють вихідний файл однієї програми з'єднати з вхідним файлом іншої програми.

Відображені файли - це звичайні файли, які відображаються на адресний простір процесора за вказаною віртуальною адресою.

 




Функції ОС по управлінню пам'яттю | Класифікація методів розподілу пам'яті | Розподіл пам'яті фіксованими розділами | Розподіл пам'яті динамічними розділами | Віртуальна пам'ять | Методи структуризації віртуального адресного простору | Сторінкова організація віртуальної пам'яті | Сегментація віртуальної пам'яті | Програмна підтримка механізмів віртуальної пам'яті | Призначення і завдання підсистеми введення-виведення |

загрузка...
© um.co.ua - учбові матеріали та реферати