Тема 1.3. Аппаратная и программная поддержка периферийных устройств.
1.3.1. Аппаратная средства поддержки периферийных устройств.
Основные понятия в аппаратной поддержке:
- Адаптер – устройство сопряжения центрального процессора и периферийных устройств компьютера. Кроме этого иногда осуществляет функции управления периферийным устройством. Обычно выполнен в виде микросхемы и помещен на системную плату, может быть представлен отдельной платой, иногда называется картой или контролером.
- Контроллер – устройство, которое связывает периферийное оборудование или каналы связи с центральным процессором, освобождая процессор от непосредственного управления функционированием данного оборудования. Контроллер выполняет интерпретацию команд процессора для отельных устройств.
1.3.2. Программная поддержка периферийных устройств.
1.3.2.1. Система ввода-вывода.
Компоненты ввода-вывода Windows NT
Рисунок 2 Схема работы системы ввода-вывода Windows NT
Каждому запросу на ввод вывод соответствует пакет IRP (I/O Request Packet). Пакеты передаются от одной подсистемы ввода-вывода к другой. Менеджер ввода-вывода определяет порядок доставки пакетов IRP файловым системам и драйверам устройств. Менеджер не выполняет операций ввода вывода, он только создает пакет IRP, передает его нужному драйверу и удаляет пакет, когда операция завершается. Драйвер же получив IPR, выполняет операцию ввода – вывода, а затем возвращает пакет менеджеру для уничтожения или передачи другому драйверу. Система ввода-вывода выполняет следующие задачи:
Обеспечить поддержку нескольких файловых систем – FAT, CDFS, NTFS;
Предоставить средства для упрощения разработки драйверов устройств;
Обеспечить возможность динамического добавления и удаления драйверов из системы;
Предоставить возможность ввода-вывода для отображаемых в памяти файлов.
Кроме передачи пакетов менеджер ввода-вывода выполняет следующие действия:
Предоставляет драйверам некоторые общие функции, например для вызова одного драйвера другим;
Управляет буферами для запросов ввода-вывода;
Управляет тайм-аутом для драйверов;
Ведет запись о том, какие файловые системы установлены.
Особенностью Windows NT является общая структура её драйверов и широкая интерпретация того, что собой представляет драйвер (драйвер устройства и драйвер файловой системы построены единым образом). Драйверы переносимы, написаны на языке высокого уровня и мало зависят от архитектуры процессора (драйверы высокого уровня, такие как файловая система, совсем не зависят). Система ввода-вывода может динамически назначить драйверы для новых устройств при изменении конфигурации системы.
Интерфейс драйверов с менеджером ввода-вывода, что позволяет менеджеру вызывать их «вслепую», не зная их особенностей или структур внешних данных. Драйверы могут так же вызывать друг друга (через менеджер ввода-вывода) для достижения многоуровневой обработки запросов ввода-вывода.
В Windows NT чаще используется многоуровневая модель обработки запроса ввода-вывода, но для простых устройств может применяться и одноуровневая модель, когда менеджер вызывает только драйвер устройства. Может использоваться не только двухуровневая модель (как, например, файловый драйвер – драйвер устройства), но и модель с большим числом уровней. Например, если в компьютере есть SCSI-адаптер, к которому подключен диск, то запрос к такому диску происходит через три драйвера: драйвер файловой системы, драйвер класса дисков, драйвер SCSI-порта.