Программа управляющая работой конкретного устройства ввода вывода это что

Раздел 6. Ввод-вывод и файловая система

1. Независимость от устройств. Этот принцип означает возможность написания программ, способных получать доступ к любому устройству ввода-вывода без предварительного указания конкретного устройства.

2. Единообразное именование. Имя файла или устройства должно быть просто текстовой строкой или целым числом и никоим образом не зависеть от физического устройства.

Способы осуществления ввода-вывода

Существует три различных способа осуществления операций ввода-вывода.

Программный ввод-вывод. Например, если нужно напечатать на принтере строку символов, операционная система сначала копирует данные в ядро. Затем ОС входит в цикл, в котором на каждой итерации цикла печатает на принтере один символ. После печати каждого символа процессор в цикле опрашивает готовность устройства.

Такое поведение процессора называется опросом, или активным ожиданием. Программный ввод-вывод легко реализуется, но его недостаток состоит в том, что центральный процессор занимается на все время операции ввода-вывода.

Управляемый прерываниями ввод-вывод. Когда выполняется системный вызов печати строки, буфер копируется в пространство ядра и первый символ строки копируется на принтер. После этого центральный процессор вызывает планировщик, который запускает какой-либо другой процесс. Процесс, попросивший распечатать строку, оказывается заблокирован на весь период печати строки.

Когда принтер напечатал символ и готов принять следующий, он инициирует прерывание. Это прерывание вызывает остановку текущего процесса и сохранение его состояния. Затем запускается процедура обработки прерывания от принтера.

Ввод-вывод с использованием прямого доступа к памяти (DMA, Direct Memory Access). Очевидный недостаток управляемого прерываниями ввода-вывода состоит в том, что прерывания происходят при печати каждого символа. Обработка прерываний занимает определенное время, поэтому такая схема не является эффективной. Решение этой проблемы заключается в использовании DMA.

Контроллер DMA поставляет принтеру символы по одному, не беспокоя при этом центральный процессор. По существу, этот метод почти не отличается от программного ввода-вывода, с той лишь разницей, что всю работу вместо центрального процессора выполняет контроллер DMA. Наибольший выигрыш от использования DMA состоит в уменьшении количества прерываний с одного на печатаемый символ до одного на печатаемый буфер.

Программные уровни ввода-вывода

Программное обеспечение ввода-вывода обычно организуется в виде четырех уровней, показанных на рис. 17.1. У каждого уровня есть свои функции и строго определенный интерфейс с соседними уровнями.

Обработчики прерываний

Когда происходит прерывание, начинает работу обработчик прерываний. По окончании необходимой работы он может разблокировать драйвер, запустивший его. Ниже перечислены основные действия, выполняемые программным обеспечением после того, как произошло аппаратное прерывание.

1. Сохранить все регистры, не сохраненные аппаратурой.

2. Установить контекст для процедуры обработки прерываний. Выполнение этого действия может включать установку TLB и таблицы страниц.

3. Установить указатель стека для процедуры обработки прерываний.

4. Выдать подтверждение контроллеру прерываний. Если централизованного контроллера прерываний нет, разрешить прерывания.

5. Скопировать содержимое регистров в таблицу процессов.

6. Запустить процедуру обработки прерываний. Она извлечет информацию из регистров контроллера устройства, инициировавшего прерывание.

7. Выбрать процесс, которому передать управление.

8. Установить контекст блока управления памятью для следующего работающего процесса.

9. Загрузить регистры нового процесса.

10. Начать выполнение нового процесса.

Драйверы устройств

У каждого контроллера есть набор регистров, используемых для того, чтобы давать управляемому им устройству команды и читать состояние устройства. Команды, выдаваемые устройствам, зависят от конкретного устройства. Поэтому для управления каждым устройством ввода-вывода требуется специальная программа.

Эта программа, называемая драйвером устройства, обычно пишется производителем устройства. Для каждой операционной системы требуются специальные драйверы. Каждый драйвер устройства обычно поддерживает один тип устройств или класс близких устройств.

Чтобы получить доступ к регистрам контроллера, драйвер устройства должен быть частью ядра ОС. Драйверы устройств обычно располагаются под остальной частью операционной системы.

ОС обычно классифицирует драйверы по нескольким категориям в соответствии с типами обслуживаемых ими устройств. К наиболее общим категориям относятся блочные устройства, например, диски, содержащие блоки данных, к которым возможна независимая адресация, и символьные устройства, такие как клавиатуры и принтеры, формирующие или принимающие поток символов.

В ОС определен стандартный интерфейс, поддерживаемый всеми драйверами. Эти интерфейсы включают набор процедур, которые могут вызываться из остальной операционной системы для обращения к драйверу.

У драйвера устройства есть несколько функций.

1. Обработка абстрактных запросов чтения и записи независимого от устройства программного обеспечения, расположенного над ним.

2. Проверка входных параметров.

3. Преобразование абстрактных параметров в конкретные. Например, дисковый драйвер может преобразовывать линейный номер блока в номера головки, дорожки и сектора.

4. Проверка готовности и незанятости устройства.

5. Собственно управление устройством. Выдача ему серии команд.

6. Во многих случаях драйвер устройства должен ждать, пока контроллер не выполнит для него определенную работу, поэтому он блокируется до тех пор, пока прерывание от устройства его не разблокирует. В других случаях операция завершается без задержек и драйверу не нужно блокироваться.

7. По завершении выполнения операции драйвер должен проверить, выполнилась ли операция без ошибок. Если все в порядке, драйвер передает данные независимому от устройств программному обеспечению.

Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.

Папиллярные узоры пальцев рук — маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни.

Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.

Источник: cyberpedia.su

Специальная программа управляющая работой подключённых к компьютеру устройств

Ответы на вопрос Специальная программа управляющая работой подключённых к компьютеру устройств

• Процессор — Центральное устройство Эвм, выполняющее заданные программой преобразования информации, управляющее вычислительным процессом и координирующее работу периферийн ых устройств 9 букв
• Разгадывать кроссворды
• Программирование — В обычном понимании, это процесс создания компьютерных программ. Программирование позволяет настроить компьютер или прочее логическое устройство на те или иные действия. Обычно программа вводится в компьютер программистами, и первые программы создавались математиками и логиками 16 букв
• Драйвер — Специальная программа, необходимая для корректной работы компьютера 7 букв
• Контроллер — Устройство управляющее работой внешних узлов компьютера 10 букв
• Драйверы — Для управления работой внешних устройств в состав операционной системы входят специальные программы 8 букв
• Драйвер — Программа, непосредственно взаимодействующая с физическим устройством, обслуживающая его и управляющая им. Драйвер также обеспечивает интерфейс этого устройствтвами или 7 букв
• Блокнот — Очень простая программа для работы с текстом на компьютере 7 букв
• Оператор — Специалист, управляющий работой какого-нибудь сложного устройства, оборудования 8 букв
• Левин — Российский поэт, композитор, автор песен, в основном на свои стихи, но имеет песни также на стихи других русских поэтов, а также автор популярной книги о компьютерах «Самоучитель работы на компьютере». (фамилия) 5 букв
• Специалист — Квалификация, приобретаемая студентом после освоения специальной программы обучения. В конкретных специальностях имеет собственное название. В связи с правилами участия в Болонском процессе, квалификационная степень 10 букв
• Ввод — Запись программы или данных в компьютер 4 буквы
• Бот — Программа для заражения чужого компьютера 3 буквы
• Кабинет — Рабочая комната в квартире, предназначенная для письменных занятий и интеллектуальной работы. Также помещение, оборудованное для проведения специальных занятий, профессиональной работы. Также помещение для хранения коллекций, зал или галерея, как правило, небольшие по размеру, в которых выставлена часть какой-либо коллекции 7 букв
• Практика — Организуемая по специальному учебному плану работа студентов или других учащихся на производстве с целью закрепления их теоретических знаний и расширения опыта в области специальности 8 букв
• Обучение — Специально организованный, управляемый процесс взаимодействия учителей и учеников, направленный на усвоение знаний, умений и навыков, формирование мировоззрения, развитие умственных сил и потенциальных возможностей обучаемых, выработку и закрепление навыков самообразования в соответствии с поставленными целями; 8 букв
• Оператор — Специалист, управляющий работой какого-нибудь сложного оборудования 8 букв
• Оператор — Специалист, управляющий работой оборудования с пульта 8 букв
• Оператор — Специалист, управляющий работой ЭВМ; врач-хирург 8 букв
• Регистр — Режим работы клавиатуры компьютера или пишущей машинки, определяющий набор печатаемых знаков (напр., строчные или прописные буквы) 7 букв
• Курсор — Указатель на экране, показывающий текущую позицию и место совершения следующей операции при работе на компьютере и в системах управления 6 букв
• Рбк — Российский бизнес-телеканал. На нем представлены экономические, финансовые и политические новости Российской Федерации и зарубежных стран; аналитические обзоры, прогнозы и комментарии экспертов; интервью с ведущими политиками и бизнесменами; обзоры деловой прессы; специальные программы, посвящённые актуальным проблемам российского бизнеса и ситуации на российском и международном финансовых рынках 3 буквы
• Администратор — Человек управляющий работой сайта 13 букв
• Браузер — Специальная программа совмещающая в себе множество функций которая помогает пользоваться интернет ресурсами 7 букв
• Освещение — Чем мы пользуемся вечером при просмотре телевизора Работе за компьютером 9 букв
• Браузер — Сервисная программа для работы в Интернете 7 букв
• Текстовыми — Программы для работы с текстами называются. редакторами 10 букв
• Интернационализм — Слово, возникшее первоначально в одном языке и затем из него заимствованное в большинство других языков мира для обозначения этого понятия. Таковы прежде всего специальные термины большинства наук, названия технических устройств, общественных институтов, спортивная лексика, разного рода «экзотизмы» 16 букв
• Гастроскопия — Исследование желудка с помощью вводимой через рот и пищевод специальной трубки с оптическим и осветительным устройствами 12 букв
• Битумовоз — Специальный автомобиль с цистерной и подогревательным устройством для перевозки битумных материалов 9 букв
• Гидрокостюм — Специальный костюм для работы под водой 11 букв

• Прозодежда — Сокращение: производственная одежда — специальная одежда для работы 10 букв
• Спецовка — Специальная одежда для работы, обычно в виде куртки 8 букв
• Агитпоезд — Поезд, специально предназначенный для работы агитбригад среди населения отдаленных районов 9 букв
• Шина — В архитектуре компьютера подсистема, которая передаёт данные между функциональными блоками компьютера. Обычно шина управляется драйвером. В отличие от связи точка-точка, к шине можно подключить несколько устройств по одному набору проводников. Каждая шина определяет свой набор коннекторов для физического подключения устройств, карт и кабелей 4 буквы
• Драйвер — Программа предназначенная для работы устройств подключаемых к компьютеру 7 букв
• Хост — Любое устройство, предоставляющее сервисы формата «клиент-сервер» в режиме сервера по каким-либо интерфейсам и уникально определённое на этих интерфейсах. В более частном случае под хостом могут понимать любой компьютер, сервер, подключённый к локальной или глобальной сети 4 буквы
• Ноутбук — Портативный персональный компьютер, в корпусе которого объединены типичные компоненты ПК, включая дисплей, клавиатуру и устройство указания, карманный компьютер, а также аккумуляторные батареи. Ноутбуки отличаются небольшими размерами и весом, время автономной работы ноутбуков изменяется в пределах от 1 до 15 часов 7 букв
• Терминал — Рабочее место для ввода-вывода информации, дистанционно подключенное к компьютеру (дисплей с клавиатурой, телетайп, персональный компьютер) 8 букв
• Контроллер — Управляющее устройство в компьютере 10 букв
• Драйвер — Программа управления внешним устройством компьютера 7 букв
• Тест — Контрольная задача для проверки и оценки работы компьютера, программы и т. п 4 буквы
• Сбой — Заминка, временное нарушение в работе программы компьютера 4 буквы
• Оперативное — Взаимодействие человека и компьютера при котором человек может вмешиваться в ход работы программы 11 букв
• Вирус — Небольшая по размерам программа которая создает помехи при работе компьютера 5 букв
• Чипсет — Набор микросхем, спроектированных для совместной работы с целью выполнения набора каких-либо функций. Так, в компьютерах чипсет, размещаемый на материнской плате выполняет роль связующего компонента, обеспечивающего совместное функционирование подсистем памяти, центрального процессора, ввода-вывода и других. Чипсеты встречаются и в других устройствах, например, в радиоблоках сотовых телефонов 6 букв
• Манипулятор — Управляемое устройство для выполнения сложных действий, операций, аналогичных движениям руки человека (обычно при работе в трудных, опасных и т. п. условиях) 11 букв
• Такт — Промежуток времени между подачами электрических импульсов синхронизирующих работу устройств компьютера 4 буквы
• Монитор — Дисплей, подключенный к компьютеру 7 букв
• Кириленко — Российская теннисистка, мастер спорта международного класса. Начала играть в теннис с 5 лет. Когда ей было 12 лет, её заметила во время тренировки заслуженный мастер спорта Елена Брюховец. Через год Брюховец предложила Марии работать вместе. Была разработана специальная трехгодичная программа, и менее чем за 3 года Кириленко стала первым номером в своей возрастной группе и второй в 9 букв
• Автомат — Устройство, производящее работу по заданной программе без непосредственного участия человека 7 букв

Источник: wordparts.ru

Русские Блоги

Несколько методов управления вводом / выводом в операционной системе

каталог

I. Введение

Чтобы эффективно реализовывать физические операции ввода-вывода, функции ЦП и устройств ввода-вывода должны быть разумно разделены с помощью аппаратных и программных технологий, чтобы скорректировать противоречие между производительностью системы и стоимостью оборудования.

С развитием компьютерных технологий постоянно совершенствуются методы управления вводом / выводом. Существует три принципа выбора и измерения методов управления вводом / выводом:

(1) Скорость передачи данных достаточно высока, чтобы удовлетворить потребности пользователей без потери данных;

(2) Системные издержки малы, а требуемая программа управления обработкой мала

(3) Возможность в полной мере использовать аппаратные ресурсы, чтобы устройства ввода-вывода были максимально загружены, при этом минимизируя время ожидания ЦП.

В зависимости от силы функции контроллера ввода-вывода и способа связи с ЦП режим управления устройством ввода-вывода и режим управления каналом можно разделить на четыре категории: режим прямого управления программой, режим управления с прерыванием и прямая память. Режим управления доступом (DMA) и режим управления каналом.Цель разработки метода управления вводом / выводом состоит в том, чтобы минимизировать вмешательство ЦП в управление вводом / выводом, освободить ЦП от сложных транзакций управления вводом / выводом, чтобы выполнить больше обработки данных и повысить эффективность работы компьютера и использование ресурсов. ,Основное различие между ними заключается в том, как и в какой степени процессор и периферия работают параллельно.

Во-вторых, метод управления вводом / выводом

1. Прямой метод управления программой

В режиме прямого управления программами пользовательские процессы напрямую управляют передачей информации между основной памятью или процессором и периферийными устройствами. Режим прямого управления программой также называется режимом запроса или режимом занятости / ожидания. Проверьте флаг занятости / занятости устройства ввода-вывода с помощью инструкции ввода-вывода или команды запроса и решите, следует ли обмениваться символом или словом между основной памятью и периферийным устройством.

Блок-схема описывает рабочий процесс метода прямого управления программой следующим образом:

① Когда пользовательскому процессу необходимо ввести данные, ЦП отправляет инструкцию ввода-вывода на контроллер, чтобы запустить устройство для ввода данных, и устанавливает статус занято / занято «занято» в регистре состояния на 1

Process Пользовательский процесс входит в состояние ожидания тестирования. Во время процесса ожидания ЦП постоянно проверяет бит занятости в регистре состояния периферийного устройства с помощью инструкции по тестированию, а периферийное устройство устанавливает позицию занятости только после передачи данных в регистр данных контроллера. 0,.

Processor Процессор извлекает данные из регистра данных, отправляет их в назначенный блок основной памяти, выполняет символьную операцию ввода-вывода и затем выполняет следующую операцию ввода-вывода данных

Хотя метод прямого управления программой прост и не требует большой аппаратной поддержки, из-за несоответствия скорости между высокоскоростным ЦП и низкоскоростными устройствами ввода / вывода ЦП и периферийные устройства могут работать только последовательно, что делает ЦП абсолютным Большую часть времени занимает циклический тест, ожидающий завершения операций ввода-вывода, что приводит к значительному расходу ресурсов ЦП, использование периферийного оборудования нецелесообразно, а эффективность всей системы очень низкая. Поэтому этот метод управления вводом / выводом подходит только для систем с низкой скоростью выполнения ЦП и небольшим количеством периферийных устройств.

2.Прерывное управление

Чтобы сократить время ожидания ЦП в режиме прямого управления программой и повысить степень параллелизма системы, система вводит механизм прерывания. После введения механизма прерывания периферийные устройства будут отправлять запросы на прерывание в ЦП только тогда, когда операция завершается нормально или ненормально. В процессе ввода всех данных устройством ввода-вывода, процессор и устройства ввода-вывода могут работать в определенной степени параллельно, поскольку нет необходимости во вмешательстве процессора.Только когда одни данные вводятся или выводятся, процессор должен тратить очень короткое время на обработку прерываний.

Проблемы:Поскольку операция ввода-вывода напрямую контролируется ЦП, прерывание происходит каждый раз, когда передается символ или слово, что все еще занимает много времени обработки ЦП, поэтому вы можете уменьшить количество прерываний, добавив буферные регистры для периферийных устройств.

Два вышеупомянутых метода характеризуются тем, что центральный процессор является центральным, а передача данных осуществляется программой. Программный способ передачи ограничивает скорость передачи данных. Введены два метода управления вводом / выводом, которые затем используют аппаратные методы для отображения управления вводом / выводом

3. Прямой метод контроля доступа к памяти

Метод прямого управления доступом к памяти также называется методом прямого доступа к памяти. Чтобы еще больше сократить вмешательство ЦП в операции ввода-вывода и предотвратить потерю данных, вызванную слишком поздним выполнением ЦП из-за слишком большого количества параллельных работающих устройств или несоответствия скорости, был введен метод управления DMA.Под управлением контроллера DMA кража или незаконное присвоение управления шиной используется для открытия прямого канала обмена данными между устройством и основной памятью для обмена данными в пакетном режиме без вмешательства ЦП.

Особенности метода DMA:

Unit Основной единицей передачи данных является блок данных.

② Переданные данные напрямую отправляются с устройства в основную память или выводятся напрямую из основной памяти на устройство.

Intervention Вмешательство ЦП требуется только в начале и в конце одного или нескольких блоков данных, и весь блок данных передается под контроль контроллера.

По сравнению с методом управления, управляемым прерываниями, метод DMA уменьшает вмешательство ЦП в операции ввода-вывода и дополнительно улучшает параллельную работу ЦП и устройств ввода-вывода.

Метод DMA имеет простые линии и низкие цены и подходит для пакетной передачи данных между высокоскоростными устройствами и основной памятью.Этот метод используется для небольших устройств и быстрых устройств в микрокомпьютерах, но его функции плохие и не могут удовлетворить сложные операции ввода-вывода. требования.

Режим управления 4.Channel

Канал, процессор, который не зависит от процессора и отвечает за управление входом и выходом. Он управляет устройством для непосредственного обмена данными с памятью. Имеет свои собственные инструкции канала. Эти инструкции запускаются ЦПУ и посылают сигнал прерывания в ЦПУ в конце операции.

Режим прямого управления программами и режим управления программами прерываний подходят для передачи данных низкоскоростных устройств, в то время как режим DMA подходит для передачи данных высокоскоростных устройств, но контроллер DMA может управлять только небольшим количеством подобных устройств, что далеко от удовлетворения больших компьютерных систем. Она нуждается. Как правило,Большой компьютер должен подключать большое количество высокоскоростных и низкоскоростных устройств, и метод управления каналом может удовлетворить это требование. (Основное различие между DMA и методами управления каналами — может ли оно удовлетворить потребности больших компьютерных систем, которые могут обрабатывать как высокоскоростные, так и низкоскоростные устройства)

Способ управления каналом реализует параллельную работу CPU, каналов и устройств ввода / вывода, тем самым более эффективно улучшая использование ресурсов всей системы. Например, когда ЦПУ хочет выполнить группу связанных операций чтения (или записи), ему нужно только выдать инструкцию ввода-вывода для канала ввода-вывода, указывающую первый адрес программы канала, которая должна быть выполнена, и устройство ввода-вывода, к которому необходимо получить доступ. После получения инструкции канал может выполнить задачу ввода-вывода, указанную ЦПУ, выполнив программу канала. Видимый,Каналы только выдают запросы прерывания ввода-вывода к ЦПУ в начале и в конце операций ввода-выводаПо сравнению с предыдущим методом управления уровень вмешательства ЦП еще более снижен.

В-третьих, справка

«Учебник по операционной системе» Машиностроение Пресс Се Сюйшен Чжу Минхуа Чжан Лянсин Ли Хунвэй

Источник: russianblogs.com

Операционная система – Программное обеспечение ввода / вывода

Программное обеспечение ввода / вывода часто организовано на следующих уровнях:

• Библиотеки уровня пользователя – это обеспечивает простой интерфейс для пользовательской программы для выполнения ввода и вывода. Например, stdio – это библиотека, предоставляемая языками программирования C и C ++.
• Модули уровня ядра – это обеспечивает драйвер устройства для взаимодействия с контроллером устройства и независимыми от устройства модулями ввода / вывода, используемыми драйверами устройства.
• Аппаратное обеспечение – этот уровень включает в себя фактический аппаратный и аппаратный контроллер, который взаимодействует с драйверами устройства и обеспечивает работу оборудования.

Библиотеки уровня пользователя – это обеспечивает простой интерфейс для пользовательской программы для выполнения ввода и вывода. Например, stdio – это библиотека, предоставляемая языками программирования C и C ++.

Модули уровня ядра – это обеспечивает драйвер устройства для взаимодействия с контроллером устройства и независимыми от устройства модулями ввода / вывода, используемыми драйверами устройства.

Аппаратное обеспечение – этот уровень включает в себя фактический аппаратный и аппаратный контроллер, который взаимодействует с драйверами устройства и обеспечивает работу оборудования.

Ключевой концепцией в разработке программного обеспечения ввода / вывода является то, что оно должно быть независимым от устройства, где должна быть возможность писать программы, которые могут получить доступ к любому устройству ввода / вывода без необходимости предварительно указывать устройство. Например, программа, которая считывает файл как ввод, должна иметь возможность считывать файл с дискеты, жесткого диска или компакт-диска без необходимости изменять программу для каждого отдельного устройства.

Драйверы устройств

Драйверы устройств – это программные модули, которые можно подключить к ОС для работы с конкретным устройством. Операционная система получает помощь от драйверов устройств для обработки всех устройств ввода-вывода. Драйверы устройств инкапсулируют код, зависящий от устройства, и реализуют стандартный интерфейс таким образом, чтобы код содержал специфичные для устройства регистры чтения / записи. Драйвер устройства, как правило, записывается производителем устройства и поставляется вместе с устройством на компакт-диске.

Драйвер устройства выполняет следующие задания:

• Чтобы принять запрос от устройства независимого программного обеспечения выше к нему.
• Взаимодействовать с контроллером устройства для получения и ввода-вывода и выполнения необходимой обработки ошибок
• Убедиться, что запрос выполнен успешно

Драйвер устройства обрабатывает запрос следующим образом. Предположим, что запрос приходит на чтение блока N. Если драйвер не используется в момент поступления запроса, он начинает выполнять запрос немедленно. В противном случае, если драйвер уже занят каким-либо другим запросом, он помещает новый запрос в очередь ожидающих запросов.

Обработчики прерываний

Обработчик прерываний, также известный как подпрограмма обслуживания прерываний или ISR, является частью программного обеспечения или, более конкретно, функцией обратного вызова в операционной системе или, более конкретно, в драйвере устройства, выполнение которого инициируется приемом прерывания.

Когда происходит прерывание, процедура прерывания делает все возможное, чтобы обработать прерывание, обновляет структуры данных и запускает процесс, который ожидал прерывания.

Механизм прерываний принимает адрес ─ число, которое выбирает конкретную процедуру / функцию обработки прерываний из небольшого набора. В большинстве архитектур этот адрес является смещением, хранящимся в таблице, называемой таблицей векторов прерываний. Этот вектор содержит адреса памяти специализированных обработчиков прерываний.

Независимое от устройства программное обеспечение ввода / вывода

Основная функция независимого от устройства программного обеспечения состоит в том, чтобы выполнять функции ввода-вывода, которые являются общими для всех устройств, и обеспечивать единый интерфейс с программным обеспечением уровня пользователя. Хотя написать полностью независимое от устройства программное обеспечение сложно, мы можем написать некоторые модули, которые являются общими для всех устройств. Ниже приведен список функций независимого от устройства программного обеспечения ввода-вывода.

• Единый интерфейс для драйверов устройств
• Именование устройства – Мнемонические имена сопоставляются с номерами устройств Major и Minor.
• Защита устройства
• Предоставление независимого от устройства размера блока
• Буферизация, поскольку данные, поступающие с устройства, не могут быть сохранены в конечном месте назначения.
• Распределение памяти на блочных устройствах
• Распределение и выпуск выделенных устройств
• Отчет об ошибках

User-Space I / O Software

Это библиотеки, которые предоставляют более богатый и упрощенный интерфейс для доступа к функциональности ядра или в конечном итоге взаимодействуют с драйверами устройств. Большая часть программного обеспечения ввода-вывода пользовательского уровня состоит из библиотечных процедур, за некоторыми исключениями, таких как спулинговая система, которая является способом работы с выделенными устройствами ввода-вывода в многопрограммной системе.

Библиотеки ввода / вывода (например, stdio) находятся в пользовательском пространстве, чтобы предоставить интерфейс к независимому от устройства резидентному программному обеспечению ввода / вывода. Например, putchar (), getchar (), printf () и scanf () являются примером stdio библиотеки ввода-вывода пользовательского уровня, доступной в C-программировании.

Подсистема ввода / вывода ядра

Подсистема ввода / вывода ядра отвечает за предоставление многих услуг, связанных с вводом / выводом. Ниже приведены некоторые из предоставляемых услуг.

Планирование – ядро ​​планирует набор запросов ввода-вывода для определения правильного порядка их выполнения. Когда приложение выполняет системный вызов блокирующего ввода-вывода, запрос помещается в очередь для этого устройства. Планировщик ввода-вывода ядра изменяет порядок очереди, чтобы повысить общую эффективность системы и среднее время отклика, испытываемое приложениями.

Буферизация – Подсистема ввода-вывода ядра поддерживает область памяти, известную как буфер, в котором хранятся данные, когда они передаются между двумя устройствами или между устройствами с операцией приложения. Буферизация выполняется для устранения несоответствия скорости между производителем и потребителем потока данных или для адаптации между устройствами, которые имеют разные размеры передачи данных.

Кеширование – Ядро поддерживает кеш-память, которая является областью быстрой памяти, в которой хранятся копии данных. Доступ к кэшированной копии более эффективен, чем доступ к оригиналу.

Буферизация и резервирование устройства. Буфер – это буфер, который содержит выходные данные для устройства, такого как принтер, который не может принимать чередующиеся потоки данных. Система буферизации копирует файлы очереди из очереди по очереди на принтер. В некоторых операционных системах спулинг управляется процессом системного демона. В других операционных системах это обрабатывается потоком ядра.

Обработка ошибок – операционная система, которая использует защищенную память, может защитить от многих видов аппаратных и прикладных ошибок.

Источник: coderlessons.com