4. Простір введення-виведення.

Одна з основних функцій операційної системи - це управління усіма пристроями введення-виведення комп'ютера. Операційна система має віддавати команди пристроям, перехоплювати переривання та обробляти помилки. Вона також надає простий у використанні інтерфейс між пристроями та рештою системи. Цей інтерфейс необхідно зробити якнайбільше схожим для різних типів пристроїв. Код, що виконує введення-виведення складає значну частину операційної системи. Тому розуміння принципів введення-виведення є необхідною умовою розуміння операційної системи. 

Пристрої введення-виведення з деякими припущеннями можуть бути поділені на дві категорії: блокові пристрої та символьні пристрої. Блоковий пристрій - це пристрій, який зберігає інформацію у вигляді блоків фіксованого розміру, кожен з яких має адресу. Звичайно розмір блока буває від 512 до 32 768 байтів. Основна властивість блокового пристрою - це можливість прочитати або записати блок незалежно від всіх інших. Диски - є найбільш поширеним типом блокових пристроїв.

Але границя між блоковими та іншими пристроями не така вже й чітка. Всі дослідники погоджуються, що диски є блоковими пристроями, але належність магнітної стрічки до блокових пристроїв вже не така очевидна. Стрічка містить набір блоків. Контролер магнітних стрічок може прочитати блок з визначеною адресою. Ця операція аналогічна пошуку по диску, але займе набагато більше часу. Але переписати один блок зі стрічки може бути неможливо. Навіть якщо стрічки дозволяють усі операції довільного блокового доступу, відносити їх до блокових пристроїв буде перебільшенням, бо вони звичайно не використовуються таким чином.

Інший тип пристроїв введення-виведення - це символьний пристрій. Символьний пристрій передає або приймає потік символів, без жодної блокової структури. Потік не має адрес і не підлягає операції пошуку. Принтери, мережеві інтерфейси, миші та більшість інших пристроїв, що не є аналогічними дискам можуть розглядатися як символьні пристрої.

Ця схема класифікації не бездоганна. Вона включає не всі пристрої. Годинники, наприклад, не мають адрес блоків. Вони також не генерують і не приймаються потоки символів. Все, що вони роблять - це спричиняють переривання через певні інтервали. Все ж модель ділення на блокові та символьні пристрої досить загальна і може використовуватися як основа для розробки загальних процедур роботи з пристроями введення-виведення. Файлова система, наприклад, працює лише з абстрактними блоковими пристроями і лишає всю апаратно-залежну частину програмному забезпеченню більш низького рівня, яке називається драйверами пристроїв.

Пристрої введення-виведення мають дуже різні швидкості, що накладає значні обмеження на програмне забезпечення. Таблиця 10.1 показує швидкості передачі даних деяких поширених пристроїв. Більшість цих пристроїв стає швидше з часом.

Таблиця 10.1 - Швидкості передачі даних деяких типових пристроїв, мереж та шини.

Пристрій	Швидкість
Клавіатура	10 байт/с
Миша	100 байт/с
56К модем	7 КБ/с
Сканер	400 КБ/с
Цифрова відеокамера	4 МБ/с
52x CD-ROM	8 МБ/с
FireWire (IEEE 1394)	50 МБ/с
USB 2.0	60 МБ/с
Монітор XGA	60 МБ/с
Мережа SONET OC-12	78 МБ/с
Gigabit Ethernet	125 МБ/с
Serial ATA диск	200 МБ/с
SCSI Ultrawide 4 диск	320 МБ/с
PCI шина	528 МБ/с