Основные понятия

Менеджер ввода-вывода родственен менеджеру plug-and-play. Основная идея ме­ханизма plug-and-play заключается в настраиваемой шине. За многие годы было разработано множество шин, включая PC Card, PCI, USB, IEEE 1394 и SCSI, по­этому менеджер plug-and-play может послать каждому разъему запрос и попросить устройство назвать себя. Определив, что за устройство подключено к шине, менед­жер plug-and-play выделяет для него аппаратные ресурсы, такие как уровни пре­рываний, находит необходимые драйверы и загружает их в память. При загрузке каждого драйвера для него создается объект драйвера. Для некоторых шин, напри­мер SCSI, настройка происходит только во время загрузки операционной системы. Для других шин, таких как USB и IEEE 1394, она может производиться в любой момент, для чего требуется тесный контакт между менеджером plug-and-play, драй­вером шины (который и выполняет настройку) и менеджером ввода-вывода.

Менеджер ввода-вывода также тесно связан с менеджером энергопотребления. Менеджер энергопотребления может перевести компьютер в одно из семи состо­яний, которые можно примерно описать следующим образом:

1.Полностью действующий.

2.Режим сниженного энергопотребления-1: мощность, потребляемая централь­ным процессором, снижается, ОЗУ и кэш работают, возможен мгновенный переход в режим полного действия.

3.Режим сниженного энергопотребления-2: центральный процессор и ОЗУ работают; кэш центрального процессора отключен; возможно продолжение работы с текущего значения счетчика команд.

4.Режим сниженного энергопотребления-3: центральный процессор и кэш отключены; ОЗУ работает; возможен перезапуск с фиксированного адреса.

5.«Зимняя спячка»: центральный процессор, кэш и ОЗУ отключены; возмо­жен перезапуск из сохраненного на диске файла.

6. Выключен: все выключено; требуется полная перезагрузка.

Устройства ввода-вывода также могут находиться в различных состояниях. Включением и выключением этих устройств занимаются вместе менеджер энер­гопотребления и менеджер ввода-вывода. Обратите внимание, что состояния со 2 по 6 используются, только если центральный процессор бездействовал в течение определенного времени.

Формально все файло­вые системы представляют собой драйверы ввода-вывода. Обращения к блокам диска от пользовательских процессов сначала посылаются менеджеру кэша. Если менеджер кэша не может удовлетворить запрос из кэша, он просит менеджер вво­да-вывода вызвать драйвер соответствующей файловой системы, чтобы тот полу­чил требуемый блок с диска.

Windows 2000 поддерживает асинхрон­ный ввод-вывод. Поток может начать операцию ввода-вывода, а затем продол­жить выполнение параллельно с вводом-выводом. Такая возможность особенно важна для серверов. Существует множество способов, с помощью которых по­ток может определить, что операция ввода-вывода завершена. Один из способов состоит в создании в момент обращения к вызову ввода-вывода объекта события, а потом ожидания этого события. Другой способ заключается в указании очереди, в которую будет послано сообщение о завершении операции ввода-вывода. Третий способ заключается в предоставлении процедуры обратного вызова, к которой обращается система, когда операция ввода-вывода завершена.