
- •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

4.4.3.Организация файлов и доступ к ним
4.4.3.1.Типы, именование и атрибуты файлов
Отображаемые файлы – обычные файлы, отображаемые на адресное пространство процесса по указанному виртуальному адресу.
Файлы относятся к абстрактному механизму. Они предоставляют способ сохранять информацию на запоминающем устройстве и считывать ее позднее снова. При этом от пользователя должны скрываться такие детали, как способ и место хранения информации, а также детали работы устройства.
Наиболее важной характеристикой любого механизма абстракции является именование управляемых объектов. Правила именования файлов зависят от ОС, но в основном, все современные операционные системы поддерживают использование в качестве имен файлов 8-символьные текстовые строки.
Операционные системы |
172 |

4.4.3.Организация файлов и доступ к ним
4.4.3.1.Типы, именование и атрибуты файлов
Часто в именах разрешается использование цифр и специальных символов. В некоторых файловых системах различаются прописные и строчные символы, тогда как в других, например в MS DOS, нет.
Во многих ОС имя файла состоит из двух частей, разделенных точкой. Часть имени после точки называется расширением файла и обычно означает его тип. Так, в MS DOS имя файла может содержать от 1 до 8 символов, а расширение от 0 (отсутствует) до 3.
В некоторых ОС, например Windows, расширение указывает на программу, создавшую файл.
Другие ОС, например UNIX, не принуждают пользователя строго придерживаться расширений.
Операционные системы |
173 |

4.4.3.Организация файлов и доступ к ним
4.4.3.1.Типы, именование и атрибуты файлов
Виерархически организованных файловых системах обычно используются три типа имен файлов: простые,
составные и относительные.
Простое (короткое) символьное имя идентифицирует файл в пределах одного каталога. Несколько файлов могут иметь одно и то же простое имя, если они принадлежат разным каталогам.
Составное (полное) символьное имя представляет собой цепочку, содержащую имя диска и имена всех каталогов, через которые проходит путь от корневого каталога до данного файла.
Операционные системы |
174 |

4.4.3.Организация файлов и доступ к ним
4.4.3.1.Типы, именование и атрибуты файлов
Относительное имя файла определяется через текущий каталог, т. е. каталог, в котором в данный момент времени работает пользователь. Таким образом, относительных имен у файла может быть достаточно много, и все они являются частью полного имени.
Понятие файла включает не только хранимые им данные и имя, но и информацию, описывающую свойства файла. Эта информация составляет атрибуты (дескриптор) файла. Список атрибутов может быть различным в различных ОС. Пример возможных атрибутов приведен ниже.
Пользователь может получить доступ к атрибутам, используя средства, предоставляемые для этой цели файловой системой. Обычно разрешается читать значение любых атрибутов, а изменять только некоторые.
Операционные системы |
175 |

4.4.3.Организация файлов и доступ к ним
4.4.3.1.Типы, именование и атрибуты файлов
Значения атрибутов файлов могут содержаться в каталогах, как это сделано, например, в MS DOS.
Другим вариантом является размещение атрибутов в специальных таблицах, в этом случае в каталогах содержатся ссылки на эти таблицы.
Операционные системы |
176 |

Атрибут |
Значение |
|
Тип файла |
Обычный, каталог, специальный и т. д. |
|
Владелец файла |
Текущий владелец |
|
Создатель файла |
Идентификатор пользователя, создавшего файл |
|
Пароль |
Пароль для получения доступа к файлу |
|
Время |
Создания, последнего доступа, последнего изменения |
|
Текущий размер файла |
Количество байтов в записи |
|
Максимальный размер |
Количество байтов, до которого можно увеличивать размер файла |
|
Флаг «только чтение» |
0 – чтение-запись, 1 – только чтение |
|
Флаг «скрытый» |
0 – нормальный, 1 – не показывать в перечне файлов каталога |
|
Флаг «системный» |
0 – нормальный, 1 – системный |
|
Флаг «архивный» |
0 – заархивирован, 1- требуется архивация |
|
Флаг ASCII/двоичный |
0 – ASCII, 1 – двоичный |
|
Флаг произвольного доступа |
0 – только последовательный доступ, 1 – произвольный доступ |
|
Флаг «временный» |
0 – нормальный, 1 – удаление после окончания работы процесса |
|
Позиция ключа |
Смещение до ключа в записи |
|
Длина ключа |
Количество байтов в поле ключа |
|
|
Операционные системы |
177 |

4.4.3.2.Логическая организация файлов
Вобщем случае данные, содержащиеся в файле, имеют некоторую логическую структуру. Эта структура (организация) файла является базой при разработке программы, предназначенной для обработки этих данных. Поддержание структуры данных может быть целиком возложено на приложение, либо в той или иной
Полестепени эту работу может взять на себя файловая
система.
Операционные системы |
178 |

4.4.3.2. Логическая организация файлов
Модель 1. Неструктурированная последовательность байт (ОС UNIX).
Все действия, связанные со структуризацией и интерпретацией содержимого файла целиком относятся к ведению приложения, файл представляется файловой системе неструктурированной последовательностью данных.
Приложение формирует запросы к файловой системе на ввод/вывод,Поле используя общие для всех приложений системные
средства, например, указывая смещение от начала файла и количество байт, которые необходимо считать или записать.
Поступивший к приложению поток байт интерпретируется в соответствии с заложенной в программе логикой. Интерпретация данных никак не связана с действительным способом их хранения в файловой системе.
Операционные системы |
179 |

4.4.3.2. Логическая организация файлов
Модель 1. Неструктурированная последовательность байт (ОС UNIX).
Неструктурированная модель файла позволяет легко организовать разделение файла между несколькими приложениями, поскольку разные приложения могут по- своему структурировать и интерпретировать данные, содержащиеся в файле.
Поле
Операционные системы |
180 |

4.4.3.2. Логическая организация файлов
Модель 2. Структурированный файл : смешанный, последовательный, индексно-последовательный, индексированный, прямого доступа.
В этом случае поддержание структуры файла поручается файловой системе. Файловая система видит файл как упорядоченную последовательность логических записей. ФС предоставляет приложению доступ к записи, а вся Поледальнейшая обработка данных, содержащихся в этой
записи, выполняется приложением.
Операционные системы |
181 |