Общая схема

Подсистемы ввода-вывода имеет иерархическую структуру.

Обобщенная структура подсистемы ввода-вывода:

Рисунок 4.9 – Обобщенная структура подсистемы ввода-вывода

При этом

- нижние слои включают индивидуальные драйверы, написанные для конкретных физических устройств,

- верхние слои управляют этими устройствами и предоставляют общий интерфейс для устройств, обладающих общими характеристиками (например для принтеров определенного производителя или для всех матричных принтеров и т. п.)

Программное обеспечение ввода-вывода делится не только на горизонтальные слои, но и на вертикальные. Это объясняется тем, что для разнообразных внешних устройств трудно обеспечить единообразие в разбиении функций управления на слои.

Для согласования работы слоев предусмотрен менеджер ввода-вывода

Его организующие функции распределены по всем уровням, образуя оболочку.

Задачи такого менеджера:

- Верхний слой менеджера составляют системные вызовы ввода-вывода, которые принимают от пользовательских процессов запросы на ввод-вывод и переадресуют их соответствующим модулям и драйверам, а также возвращают процессам результаты операций ввода-вывода.

- Нижний слой менеджера реализует непосредственное взаимодействие с контроллерами внешних устройств, экранируя драйверы от особенностей аппаратной платформы. Этот слой принимает от драйверов запросы на обмен данными с регистрами контроллеров в некоторой обобщенной форме, а затем преобразует эти запросы в зависящий от аппаратной платформы формат. Диспетчер прерываний, рассмотренный выше, может входить в состав менеджера ввода-вывода или же представлять собой отдельный модуль ядра.

- менеджер созданет среды для остальных компонентов подсистемы, облегчающую их взаимодействие друг с другом. Эта задача может быть решена за счет создания некоторого стандартного внутреннего интерфейса взаимодействия модулей ввода-вывода между собой

- менеджера ввода-вывода организует взаимодействие модулей ввода-вывода с модулями других подсистем ОС, таких как подсистема управления процессами, виртуальной памятью и другими.

Примерами подобного менеджера является среда STREAMS, существующая во многих версиях операционной системы UNIX.