Конспект лекций для студентов специальности 5В070200 Автоматизация и управление Алматы 2015
Лекция №11. Управление вводом-выводом в операционных
жүктеу/скачать 0,92 Mb. Pdf көрінісі
|
PXcdfzCNmVjtZ8sMK5nLG1UywOruSq
|
Лекция №11. Управление вводом-выводом в операционных системах Цель: ознакомиться с режимами управления вводом-выводом, устройствами ввода-вывода и их закреплением, а также синхронным и асинхронным способами ввода-вывода. Необходимость предоставлять программам средства обмена данными с внешними устройствами, которые бы не требовали непосредственного включения в каждую программу двоичного кода, управляющего вводом- выводом, привела к созданию системного программного обеспечения, в том числе операционных систем. Программирование ввода-вывода является наиболее сложным и трудоемким, поэтому код, реализующий операции ввода- вывода, начали оформлять в виде библиотечных процедур, в затем вообще вывели из систем программирования, включив в ОС. Это позволило не писать код в каждой программе, а лишь обращаться к нему. Таким образом, управление вводом-выводом – одна из основных функций ОС. При организации ввода-вывода требуется не только обеспечить эффективное управление разнообразными устройствами ввода-вывода (УВВ), но и создать удобный и эффективный виртуальный интерфейс УВВ, позволяющий прикладным программистам считывать или сохранять данные, не обращая внимания на специфику устройств и проблемы их распределения между одновременно выполняющимися программами. Поэтому основным является следующий принцип: любые операции по управлению вводом- выводом объявляются привилегированными и могут выполняться только кодом самой системы. Для обеспечения этого принципа в большинстве процессоров вводятся режимы пользователя и супервизора (режим ядра, 43 привилегированный режим). В режиме супервизора выполнение команд ввода-вывода разрешено, а в режиме пользователя – запрещено. Обращение к командам ввода-вывода в пользовательском режиме вызывает исключение – определенный вид внутреннего прерывания. Основные причины запрета отдельной пользовательской программе обращаться к внешним устройствам непосредственно: необходимость разрешать возможные конфликты в доступе к устройствам ввода-вывода; желание увеличить эффективность использования ресурсов ввода-вывода; необходимость избавить программы ввода-вывода от ошибок. Таким образом, управление вводом-выводом осуществляется компонентом ОС – супервизором ввода-вывода, на который возлагаются задачи получения и проверки на корректность запросов на выполнение операций ввода-вывода от пользовательских задач, супервизора задач или программных модулей самой ОС; вызова соответствующих распределителей каналов и контроллеров, планирования ввода-вывода (постановка запросов в очередь на выполнение); инициирования операций ввода-вывода (передача управления соответствующим драйверам) и, в случае управления вводом-выводом с использованием прерываний, предоставления процессора диспетчеру задач для передачи его очередной задаче; идентификации сигналов при получении сигналов прерывания от УВВ и передача управления программам обработки прерываний; передачи сообщений об ошибках, возникающих в процессе управления операциями ввода-вывода и о завершении операции ввода-вывода задаче, запросившей эту операцию. Различают жүктеу/скачать 0,92 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|