
- •Тема 4: Подсистема ввода/вывода
- •Тема 4: Подсистема ввода/вывода
- •Тема 4: Подсистема ввода/вывода и файловые системы
- •4.1. Устройства ввода-вывода
- •Различия в характеристиках устройств ввода-вывода
- •Gigabit Ethernet
- •Состав устройств ввода/вывода
- •Состав устройств ввода/вывода
- •Состав устройств ввода/вывода
- •Контроллер
- •Контроллер
- •4.2. Основные функции подсистемы ввода-вывода
- •4.2. Основные функции подсистемы ввода-вывода
- •4.2. Основные функции подсистемы ввода-вывода
- •4.2. Основные функции подсистемы ввода-вывода
- •4.2.1.Основные функции подсистемы ввода-вывода
- •4.2.1. Основные функции подсистемы ввода-вывода
- •4.2.1. Основные функции подсистемы ввода-вывода
- •4.2.2. Организация параллельной работы устройств ввода-вывода и процессора
- •Текущая команда программы
- •1.Программируемый ввод-вывод без прерываний
- •Текущая команда программы
- •2. Ввод вывод, управляемый
- •2. Ввод вывод, управляемый прерываниями
- •2. Ввод вывод, управляемый прерываниями
- •2. Ввод вывод, управляемый прерываниями
- •Текущая команда программы
- •Работа1 DMA-контроллера
- •Работа1 DMA-контроллера
- •Работа1 DMA-контроллера
- •Работа1 DMA-контроллера
- •Этот механизм называется захватом цикла, потому что контроллер устройства периодически забирает случайный цикл
- •Работа1 DMA-контроллера
- •Работа1 DMA-контроллера
- •Работа1 DMA-контроллера
- •Устройства ввода
- •4.2.3. Согласование скоростей обмена и кэширование
- •4.2.3. Согласование скоростей обмена и кэширование данных
- •4.2.3. Согласование скоростей обмена и кэширование данных
- •4.2.3. Согласование скоростей обмена и кэширование данных
- •4.2.3. Согласование скоростей обмена и кэширование данных
- •Время обработки блока данных
- •4.2.3. Согласование скоростей обмена и кэширование данных
- •4.2.3. Согласование скоростей обмена и кэширование данных
- •4.2.3. Согласование скоростей обмена и кэширование данных
- •4.2.3. Согласование скоростей обмена и кэширование данных
- •4.2.3. Согласование скоростей обмена и кэширование данных
- •4.2.3. Согласование скоростей обмена и кэширование данных
- •4.2.3. Согласование скоростей обмена и кэширование данных
- •4.2.3. Согласование скоростей обмена и кэширование данных
- •4.2.3. Согласование скоростей обмена и кэширование данных
- •4.2.3. Согласование скоростей обмена и кэширование данных
- •4.2.3. Согласование скоростей обмена и кэширование данных
- •4.2.3. Согласование скоростей обмена и кэширование данных
- •4.2.3. Согласование скоростей обмена и кэширование данных
- •4.2.3. Согласование скоростей обмена и кэширование данных
- •4.2.3. Согласование скоростей обмена и кэширование данных
- •4.2.3. Согласование скоростей обмена и кэширование данных
- •4.2.3. Согласование скоростей обмена и кэширование данных
- •4.2.3. Согласование скоростей обмена и кэширование данных
- •4.2.3. Согласование скоростей обмена и кэширование данных
- •4.2.3. Согласование скоростей обмена и кэширование
- •4.2.3. Согласование скоростей обмена и кэширование
- •4.2.3. Согласование скоростей обмена и кэширование
- •4.2.3. Согласование скоростей обмена и кэширование
- •4.2.3. Согласование скоростей обмена и кэширование
- •4.2.3. Согласование скоростей обмена и кэширование
- •4.2.3. Согласование скоростей обмена и кэширование
- •4.2.3. Согласование скоростей обмена и кэширование
- •4.2.4. Разделение устройств и данных между процессами
- •4.2.4. Разделение устройств и данных между процессами
- •4.2.4. Разделение устройств и данных между процессами
- •4.2.4. Разделение устройств и данных между процессами
- •4.2.4. Разделение устройств и данных между процессами
- •4.2.4. Разделение устройств и данных между процессами
- •4.2.4. Разделение устройств и данных между процессами
- •4.2.4. Разделение устройств и данных между процессами
- •4.2.4. Разделение устройств и данных между процессами
- •4.2.4. Разделение устройств и данных между процессами
- •4.2.4. Разделение устройств и данных между процессами
- •4.2.5.Обеспечение логического интерфейса между устройствами
- •4.2.5.Обеспечение логического интерфейса между устройствами
- •4.2.6. Поддержка широкого спектра драйверов Разнообразный набор драйверов для широкого
- •4.2.6. Поддержка широкого спектра драйверов Поэтому существует два вида интерфейсов:
- •4.2.6. Поддержка широкого спектра драйверов Интерфейс «драйвер-ядро» должен быть
- •4.2.6. Поддержка широкого спектра драйверов Эти интерфейсы включают наборы процедур,
- •Функции драйвера
- •4.2.6. Поддержка широкого спектра драйверов
- •4.2.6. Поддержка широкого спектра драйверов
- •4.2.6. Поддержка широкого спектра драйверов
- •4.2.6. Поддержка широкого спектра драйверов
- •4.2.7. Динамическая выгрузка и загрузка драйверов
- •4.2.7. Динамическая выгрузка и загрузка драйверов
- •4.2.7. Динамическая выгрузка и загрузка драйверов
- •4.2.8. Основные системные таблицы ввода вывода
- •4.2.8.Основные системные таблицы ввода вывода
- •4.2.8.Основные системные таблицы ввода вывода
- •4.2.8. Основные системные таблицы ввода вывода
- •4.2.8. Основные системные таблицы ввода вывода
- •4.2.8.Основные системные таблицы ввода вывода
- •4.2.8.Основные системные таблицы ввода вывода
- •4.2.8. Основные системные таблицы ввода вывода
- •4.2.8. Основные системные таблицы ввода вывода
- •4.2.8. Основные системные таблицы ввода вывода
- •4.2.8. Основные системные таблицы ввода вывода
- •4.2.8. Основные системные таблицы ввода вывода
- •4.2.8. Основные системные таблицы ввода вывода
- •4.2.8. Основные системные таблицы ввода вывода
- •4.2.8.Основные системные таблицы ввода вывода
- •4.2.8. Основные системные таблицы ввода вывода
- •4.2.8. Основные системные таблицы ввода вывода
- •4.2.8. Основные системные таблицы ввода вывода
- •4.2.8. Основные системные таблицы ввода вывода
- •4.2.8. Основные системные таблицы ввода вывода
- •4.2.8. Основные системные таблицы ввода вывода
- •4.2.8. Основные системные таблицы ввода вывода
- •4.2.8. Основные системные таблицы ввода вывода
- •4.2.8. Основные системные таблицы ввода вывода
- •4.2.9. Поддержка синхронных и асинхронных операций ввода-вывода
- •4.2.9. Поддержка синхронных и асинхронных операций ввода-вывода
- •4.2.8. Поддержка синхронных и асинхронных операций ввода-вывода
- •4.2.8. Поддержка синхронных и асинхронных
- •4.2.8. Поддержка синхронных и асинхронных
- •4.2.8. Поддержка синхронных и асинхронных
- •4.2.8. Поддержка синхронных и асинхронных
- •4.2.8. Поддержка синхронных и асинхронных
- •4.2.8. Поддержка синхронных и асинхронных
- •4.2.8. Поддержка синхронных и асинхронных
- •4.2.8. Поддержка синхронных и асинхронных
- •4.2.8. Поддержка синхронных и асинхронных
- •4.2.8. Поддержка синхронных и асинхронных
- •4.2.8. Поддержка синхронных и асинхронных
- •4.2.8. Поддержка синхронных и асинхронных
- •4.2.8. Поддержка синхронных и асинхронных
- •4.2.8. Поддержка синхронных и асинхронных
- •4.3. Многослойная модель подсистемы ввода/вывода 4.3.1. Общая схема
- •4.3.Многослойная модель подсистемы ввода/вывода
- •4.3.Многослойная модель подсистемы ввода/вывода
- •4.3.Многослойная модель подсистемы ввода/вывода
- •4.3.Многослойная модель подсистемы ввода/вывода
- •4.3.Многослойная модель подсистемы ввода/вывода
- •4.3.Многослойная модель подсистемы ввода/вывода
- •4.3.Многослойная модель подсистемы ввода/вывода
- •4.3.Многослойная модель подсистемы ввода/вывода
- •4.3.Многослойная модель подсистемы ввода/вывода
- •4.3.2. Драйверы
- •4.3.2. Драйверы
- •4.3.2. Драйверы
- •4.3.2. Драйверы
- •4.3.2. Драйверы
- •4.3.2. Драйверы
- •4.3.2.Драйверы
- •4.3.2. Драйверы Однако не все устройства, управляемые
- •4.3.2. Драйверы
- •Драйверы
- •4.4.Файловая система
- •4.4.Файловая система
- •Задачи файловой системы
- •Требования к файловой системе со стороны пользователя диалоговой системы общего назначения
- •4.4.2. Архитектура файловой системы
- •4.4.2. Архитектура файловой системы
- •4.4.2. Архитектура файловой системы
- •4.4.2. Архитектура файловой системы
- •4.4.2. Архитектура файловой системы
- •4.4.2. Архитектура файловой системы
- •4.4.2. Архитектура файловой системы
- •4.4.3.Организация файлов и доступ к ним
- •4.4.3.Организация файлов и доступ к ним
- •4.4.3.Организация файлов и доступ к ним
- •4.4.3.Организация файлов и доступ к ним
- •4.4.3.Организация файлов и доступ к ним
- •4.4.3.Организация файлов и доступ к ним
- •Атрибут
- •4.4.3.2.Логическая организация файлов
- •4.4.3.2. Логическая организация файлов
- •4.4.3.2. Логическая организация файлов
- •4.4.3.2. Логическая организация файлов
- •4.4.3.2. Логическая организация файлов
- •4.4.3.2. Логическая организация файлов
- •4.4.3.2. Логическая организация файлов
- •4.4.3.2. Логическая организация файлов
- •Индексно-последовательный файл
- •Индексно-последовательный файл
- •Индексно-последовательный файл
- •Индексно-последовательный файл
- •Индексированный файл
- •Полный
- •4.4.4. Каталоговые системы
- •4.4.4. Каталоговые системы
- •4.4.4.Каталоговые системы
- •4.4.4. Каталоговые системы
- •4.4.4.Каталоговые системы
- •4.6.Физическая организация файловой системы
- •4.6.Физическая организация файловой системы
- •4.6.Физическая организация файловой системы
- •4.6.Физическая организация файловой системы
- •4.6.Физическая организация файловой системы
- •4.6.Физическая организация файловой системы
- •4.6.Физическая организация файловой системы
- •Адресация блоков данных диска
- •4.6.Физическая организация файловой системы
- •4.6.Физическая организация файловой системы
- •Первичный раздел
- •4.6.Физическая организация файловой системы
- •4.6.Физическая организация файловой системы
- •4.6.2. Физическая организация и адресация файла
- •Связный список индексов
- •Связный список индексов - FAT
- •Связный список индексов - FAT
- •I- узел (index node)
- •Файловая система ОС UNIX ufs
- •Файловая система ОС UNIX ufs
- •Файловая система ОС UNIX ufs
- •Физическая организация FAT
- •Физическая организация FAT
- •Физическая организация FAT
- •Физическая организация FAT
- •Физическая организация FAT
- •Физическая организация FAT
- •Физическая организация FAT
- •Физическая организация FAT
- •Пример
- •Физическая организация FAT
- •Физическая организация FAT
- •Физическая организация FAT
- •Физическая организация FAT
- •Физическая организация FAT
- •Физическая организация FAT
- •Физическая организация FAT
- •Физическая организация FAT
- •Физическая организация FAT
- •Физическая организация FAT
- •Физическая организация FAT
- •Физическая организация FAT
- •Физическая организация FAT
- •Файловая система Windows 2000
- •Структура тома NTFS
- •Загрузочный блок
- •Структура файлов NTFS
- •Файлы NTFS в зависимости от способа размещения делятся на небольшие, большие, очень большие
- •Структура файловой системы NTFS
- •Структура файловой системы NTFS
- •Структура файловой системы NTFS
- •Структура файловой системы NTFS
- •Структура файловой системы NTFS
- •Структура файловой системы NTFS
- •Структура файловой системы NTFS
- •Структура файловой системы NTFS
- •Структура файловой системы NTFS
- •Структура файловой системы NTFS
- •Структура файловой системы NTFS
- •Структура файловой системы NTFS
- •Структура файловой системы NTFS
- •Структура файловой системы NTFS
- •Структура файловой системы NTFS
- •Структура файловой системы NTFS
- •Основные характеристики файловых систем
- •4. 7. Операции управления каталогами и файловые операции
- •4.7. Операции управления каталогами и файловые операции
- •4.7. Операции управления каталогами и файловые операции
- •4.7. Операции управления каталогами и файловые операции
- •4. 7. Операции управления каталогами и файловые операции
- •4.7. Операции управления каталогами и файловые операции
- •4. 7. Операции управления каталогами и файловые операции
- •4.7.2. Способы выполнения файловых операций
- •4.7.2. Способы выполнения файловых операций
- •4.7.2. Способы выполнения файловых операций
- •4.7.2. Способы выполнения файловых операций
- •Примеры системных вызовов для работы с файлами
- •4.7.3. Контроль доступа к файлам и каталогам
- •4.7.3. Контроль доступа к файлам и каталогам
- •4.7.3.Контроль доступа к файлам и каталогам
- •4.7.3.Контроль доступа к файлам и каталогам
- •4.7.3. Контроль доступа к файлам и каталогам
- •4.7.3. Контроль доступа к файлам и каталогам
- •4.7.3. Контроль доступа к файлам и каталогам
- •4.7.3. Контроль доступа к файлам и каталогам
- •4.7.3. Контроль доступа к файлам и каталогам
- •4.7.3. Контроль доступа к файлам и каталогам
- •4.7.3. Контроль доступа к файлам и каталогам
- •4.7.3. Контроль доступа к файлам и каталогам
- •4.7.3. Контроль доступа к файлам и каталогам
- •Квоты дискового пространства
- •Квоты дискового пространства
- •Системный загрузчик Windows NT/2000/XP/Vista
- •Системный загрузчик Windows NT/2000/XP/Vista
- •Системный загрузчик Windows NT/2000/XP/Vista
- •Системный загрузчик Windows NT/2000/XP/Vista
- •Системный загрузчик Windows NT/2000/XP/Vista
- •Системный загрузчик Windows NT/2000/XP/Vista
- •Системный загрузчик Windows NT/2000/XP/Vista
- •Системный загрузчик Windows NT/2000/XP/Vista
- •Системный загрузчик Windows NT/2000/XP/Vista
- •Системный загрузчик Windows NT/2000/XP/Vista
- •Системный загрузчик Windows NT/2000/XP/Vista
- •Системный загрузчик Windows NT/2000/XP/Vista
- •Системный загрузчик Windows NT/2000/XP/Vista
- •Системный загрузчик Windows NT/2000/XP/Vista

4.2.6. Поддержка широкого спектра драйверов
В любом случае по завершении выполнения операции драйвер должен проверить, завершилась ли операция без ошибок. Если все в порядке, драйверу, возможно, придется передать данные (например, только что прочитанный блок) независимому от устройств программному обеспечению.
Наконец, драйвер возвращает информацию о состоянии для информирования вызывающей программы о статусе завершения операции. Если в очереди находились другие запросы, один из них теперь может быть выбран и запущен. В противном случае драйвер блокируется в ожидании следующего запроса.
Операционные системы |
91 |

4.2.6. Поддержка широкого спектра драйверов
Для поддержки процесса разработки драйверов операционной системы выпускается так называемый пакет DDK (Driver Development Kit), представляющий собой набор инструментальных средств-библиотек, компиляторов и отладчиков.
Операционные системы |
92 |

4.2.7. Динамическая выгрузка и загрузка драйверов
Так как набор потенциально поддерживаемых данных ОС периферийных устройств всегда шире набора устройств, которыми ОС должна управлять при установке на конкретной машине, то ценным свойством ОС является возможность динамически загружать в оперативную память требуемый драйвер
(без остановки ОС ) и выгружать его, если надобность в драйвере отпала. Такое свойство ОС может существенно сэкономить системную область памяти.
Операционные системы |
93 |

4.2.7. Динамическая выгрузка и загрузка драйверов
Альтернативой динамической загрузке драйверов при изменении текущей конфигурации внешних устройств компьютера является повторная компиляция кода ядра с требуемым набором драйверов, что создает между всеми компонентами ядра статические связи вместо динамических.
Пример: ранние версии ОС UNIX. При статических вызовах между ядром и драйверами структуры ОС упрощается, но этот подход требует наличие исходных кодов модулей ОС. Кроме того, в этом варианте работающую версию ОС надо остановить и заменить новой, что не всегда допустимо в некоторых применениях.
Операционные системы |
94 |

4.2.7. Динамическая выгрузка и загрузка драйверов
Поэтому поддержка динамической загрузки драйверов является практически обязательным требованием для современных универсальных ОС.
Операционные системы |
95 |

4.2.8. Основные системные таблицы ввода вывода
Для управления всеми операциями ввода-вывода и отслеживания состояния всех ресурсов, занятых в обмене данными, операционная система должна иметь соответствующие информационные структуры.
Эти информационные структуры, прежде всего, призваны отображать следующую информацию:
•состав устройств ввода-вывода и способы их подключения;
•аппаратные ресурсы, закрепленные за имеющимися в системе устройствами ввода-вывода;
Операционные системы |
96 |

4.2.8.Основные системные таблицы ввода вывода
•адреса размещения драйверов устройств ввода- вывода и области памяти для хранения текущих значений переменных, определяющих работу с этими устройствами;
•области памяти для хранения информации о текущем состоянии устройства ввода-вывода и параметрах, определяющих режимы работы устройства;
•данные о текущем процессе, который работает с данным устройством;
Операционные системы |
97 |

4.2.8.Основные системные таблицы ввода вывода
•адреса тех областей памяти, которые содержат данные, собственно и участвующие в операциях ввода-вывода (получаемые при операциях ввода данных и выводимые на устройство при операциях вывода данных).
Эти информационные структуры часто называют таблицами ввода-вывода, хотя они, в принципе, могут быть организованы и в виде списков.
Операционные системы |
98 |

4.2.8. Основные системные таблицы ввода вывода
Каждая операционная система ведет свои таблицы ввода-вывода, их состав (и количество, и назначение каждой таблицы) может сильно отличаться.
В некоторых операционных системах вместо таблиц создаются списки, хотя использование статических структур данных для организации ввода-вывода, как правило, приводит к более высокому быстродействию.
Операционные системы |
99 |

4.2.8. Основные системные таблицы ввода вывода
Первая таблица (или список) - таблица оборудования (equipment table) содержит информацию обо всех устройствах ввода-вывода, подключенных к вычислительной системе.
Каждый элемент этой таблицы называется UСВ (Unit Control Block — блок управления устройством ввода- вывода).
Каждый элемент UCB таблицы оборудования, как правило, содержит следующую информацию об устройстве:
• тип устройства, его конкретная модель,
символическое имя и характеристики устройства;
Операционные системы |
100 |