УСТРОЙСТВА ВВОДА-ВЫВОДА

Как было сказано в главе 1, "Обзор компьютерных систем", внешние устройст­ва, сопровождающие операции ввода-вывода, могут быть объединены в три группы.

• Работающие с пользователем. Используются для связи с пользователем
компьютера. В качестве примера можно привести принтеры и видеотерминалы, состоящие из дисплея, клавиатуры, а также другие устройства — на­
пример, манипулятор "мышь".

• Работающие с компьютером. Используются для связи с электронным оборудованием. К ним можно отнести дисковые устройства и устройства с маг­нитной лентой, датчики, контроллеры и преобразователи.

• Коммуникации. Используются для связи с удаленными устройствами. К
ним относятся модемы и драйверы цифровых линий.

Имеются существенные различия как между устройствами ввода-вывода, принадлежащими к разным классам, так и в рамках каждого класса. Отметим следующие из этих различий.

• Скорость передачи данных. Скорость передачи данных может отличаться на
несколько порядков (рис. 11.1).

• Применение. Каждое действие, поддерживаемое устройством, оказывает влия­ние на программное обеспечение и стратегии операционной системы. Так, на­
пример, использующийся для хранения файлов диск требует наличия программного обеспечения для управления файлами. Диск, используемый в качестве внешнего запоминающего устройства для страниц виртуальной памяти,
зависит от программных и аппаратных средств виртуальной памяти. Кроме того , данные приложения оказывают воздействия и на алгоритмы дискового планирования (этот вопрос рассматривается в настоящей главе позже). В качестве еще одного примера можно привести терминал, который может использоваться как обычным пользователем, так и системным администратором — при этом требуются не только различные уровни привилегий, но и, вероятно, различные уровни приоритетов операционной системы.

• Сложность управления.Для принтера требуется относительно простой интерфейс управления, диску же необходим намного более сложный интер­фейс. Влияние этих отличий на операционную систему сглаживается усложнением контроллеров ввода-вывода.

• Единицы передачи данных.Данные могут передаваться как поток байтов
или символов (например, при терминальном вводе-выводе), и блоками
(например, при выполнении дисковых операций ввода-вывода).

• Представление данных.Различные устройства используют разные схемы кодирования данных, включая разную кодировку символов и кон­троль четности.

• Условия ошибок.Природа ошибок, способ сообщения о них, их последствия и возможные ответы резко отличаются при переходе от одного
устройства к другому.

Рис. 11.1. Скорость передачи данных типичных устройств ввода-вывода

Такое разнообразие приводит тому, что, по сути, невозможна разработка единого и согласованного подхода к проблеме ввода-вывода как с точки зрения операционной системы, так и с точки зрения пользовательских процессов.