Лекция 10

Монтирование файловых систем VFS

Управление вводом/выводом

http://bourabai.kz/os/lecture16.htm

Устройства ввода/вывода делятся на два типа:

1. Блок-ориентированное устройство – хранит информацию в блоках фиксированного размера, каждый из которых имеет собственный адрес. Пример: жесткий диск.

2. Байт-ориентированное устройство – не адресуемо и генерирует или потребляет последовательности байтов. Пример: монитор, сканер, сетевой адаптер.

Внешнее устройство, как правило, состоит из механического и электронного компонента (контроллер или адаптер). Каждый контроллер имеет несколько регистров, использующихся для взаимодействия с ЦП и являющихся частью физического адресного пространства. Адреса регистров ввода/вывода могут образовывать свое адресное пространство.

Программное обеспечение ввод/вывода представляет собой несколько уровней, экранирующих особенности аппаратуры. Большинство операций ввода/вывода выполняется асинхронно, но представляется для пользовательских программ в синхронном виде.

Функциями подсистемного ввода/вывода являются:

1. изоляция устройств и взаимодействия с ними

2. единообразное именование

3. обработка ошибок

Большая часть ПО ввода/вывода не зависит от устройств и выполняет функции:

1. Обеспечение общего интерфейса к драйверам устройств.

2. Именование устройств.

3. Защита устройств.

4. Обеспечение независимого размера блоков.

5. Буферизация.

6. Распределение памяти для блок-ориентированных устройств.

7. Распределение и освобождение выделенных устройств.

8. Уведомление об ошибках.

Пользовательский слой ПО ввода/вывода включает:

· системные библиотеки;

· спулинг (spooling) – это способ работы с выделенными устройствами в мультипрограммной среде. Спул – это буфер, содержащий входные или выходные данные устройства, разделяемый системными средствами между процессами.

С каждым устройством связана очередь запросов процессов, находящихся в состоянии ожидания, и запросов, выполняющихся асинхронно. Каждая очередь управляется отдельно в соответствии с системой планирования.

Задача планирования использования устройства может быть реализована:

1. В базовой подсистеме ввода/вывода.

2. Внутри драйвера соответствующего устройства.

Приложения, библиотечные функции – пользовательский слой;

Системные вызовы, система буферных данных – независимый слой;

Драйвер устройств, обработка прерываний – зависимый слой.