УПРАВЛЕНИЕ ПЕРИФЕРИЙНЫМИ УСТРОЙСТВАМИ.

Существует два типа управления периферийными устройствами — прямой и косвенный.

Прямое управление реализует непосредственную связь между процессором и периферийным устройством. Управление осуществ­ляется с помощью последовательности специальных команд. При этом центральный процессор реализует полный алгоритм: инициа­лизацию, проверку готовности, остановку.

При косвенном управлении между процессором и периферий­ным устройством помещается специальный процессор, называемый каналом. Он осуществляет управление операциями ввода/вывода. Центральный процессор инициирует ввод/вывод и переход на выполнение других операций, а канал управляет периферийным устройством по специальной программе, называемой канальной. Для синхронной работы центрального процессора и ка­нала используются флаги занятости или прерывания. Программа управления периферийным устройством — супервизор ввода/выво­да—в ответ на прерывание планирует и организует ввод/вывод, при необходимости организует обновление данных. Для сглажива­ния скоростей в периферийном канале и управляющем устройстве между ними ставится буфер, роль которого выполняет оперативная память. При определении длины буфера должен обеспечиваться компромисс между эффективностью использования оперативной памяти и внешней памяти (чем длиннее буфер, тем больше времени работает канал независимо от центрального процессора).

Для управления используются два вида ввода/вывода:

· байт-ори­ентированный (интерфейс применяется для доступа к печатающим устройствам, каналам связи и реализуется без буферизации)

· блок-ориентированный (интерфейс адресуется к периферийным устрой­ствам как к последовательным блокам по 512 байт).

В состав ОС входят драйверы и специальные таблицы подклю­чения ядра операционной системы к драйверам различных устройств. Каждый драйвер состоит из двух частей:

• набора программных модулей для операций открытия, закры­тия, чтения и записи в файл данных;

• модуля обработки прерывания. Для байт-ориентированной передачи прерывание наступает после передачи первого байта, а для блок-ориентированной — после передачи первого блока.

Под драйвером понимался программный модуль, который:

· входит в состав ядра операционной системы, работая в привилегированном режиме;

· непосредственно управляет внешним устройством, взаимодействуя с его кон­троллером с помощью команд ввода-вывода компьютера;

· обрабатывает прерывания от контроллера устройства;

· предоставляет прикладному программисту удобный логический интерфейс работы с устройством, экранируя от него низкоуровневые детали управления устройством и организации его данных;

· взаимодействует с другими модулями ядра ОС с помощью строго оговоренного интерфейса, описывающего формат передаваемых данных, структуру буферов, способы включения драйвера в состав ОС, способы вызова драйвера набор общих процедур подсистемы ввода-вывода, которыми драйвер может пользоваться, и т. п.

Таким образом, последовательность операций:

1)считывание порции (блок) данных с накопителя и помещение его в область в оперативную память;

2)извлечение данных из буфера, их обработка и помещение обратно или в другой (выходной) буфер;

3)после окончания обработки – вывод (запись) результатов на выходной накопитель также в форме одного или несколько блоков.