18

Системное программное обеспечение и операционные системы

КР ВУЗ ФПТ

Учебное пособие

Глава 7

Управление устройствами ввода-вывода

₂₀₀₇

_{Рекомендуемая литература:}

1. _{В.Г.Олифер, Н.А.Олифер. Сетевые операционные системы. Учебное пособие.-СПб.:БХВ-Петербург, 2006.-536с.}

2. _{В.А.Шеховцов. Операційні системи. Підручник .-К.:Виканавча група ВНV. 2005. 576с.}

3. _{Столлингс В. Операционные системы. М.: Вильямс, 2001. -672с.}

Глава 7

Управление устройствами ввода-вывода

7.1 Внешние устройства

Все без исключения приложения вычислительных систем, так или иначе, связаны с использованием внешних, или периферийных устройств. Даже чис­то вычислительные задачи нуждаются в устройствах для ввода исходных данных и вывода результата. Без преувеличения можно сказать, что процес­сор, не имеющий никаких внешних устройств, абсолютно бесполезен.

У вычислительных систем первых поколений набор периферийных уст­ройств часто исчерпывался упомянутыми устройствами для ввода исходных данных и вывода результата вычислений, поэтому до сих пор модули ОС, работающие с периферией, называют подсистемой ввода-вывода.

Подсистема ввода-вывода (input/output subsystem) –выполняет функции обмена данными с перифирийными устройствами.

У большинства современных компьютеров набор внешних уст­ройств весьма обширен, и функции многих из них не могут или лишь с оп­ределенной натяжкой могут быть описаны как ввод и вывод.

С функциональной точки зрения внешние устройства, подключаемые к со­временным компьютерам, можно примерно разделить на следующие категории:

□ Устройства внешней памяти, которые в свою очередь, можно разделить на два класса.

• Устройства памяти с произвольным доступом, главным образом магнитные диски. К этому же классу относятся дискеты, магнитооптические и оптические диски. Удачным универсальным обозначением для этого класса устройств является принятое в документации фирмы IBM сокращение DASD (Direct Access Storage Device — запоминающее уст­ройство прямого доступа.

• Устройства памяти с последовательным доступом. В основном, это лентопротяжные устройства (стриммеры и др.).

• Сетевые и телекоммуникационные устройства.

• Устройства алфавитно-цифрового ввода-вывода: печатающие устройства, телетайпы, текстовые терминалы.

• Устройства звукового ввода-вывода.

• Устройства графического ввода-вывода: сканеры или видеодекодеры (ввод), графические дисплеи, плоттеры, графические принтеры или видеокодеры (вывод).

• Позиционные устройства ввода: мыши, планшеты-дигитайзеры, световые перья и т. д.

• Сенсорные и исполнительные устройства управляющих систем.

Например, у бортового компьютера самолета сенсорными устройствами могут являться гироскопы или другие датчики ориентации, трубка Пито (датчик, определяющий скорость самолета относительно воздуха), радар и терминал глобальной системы позиционирования, а исполнительными устройствами — шаговые электромоторы, управляющие рулевыми плоско­стями, топливные насосы двигателей и т. д.

Все перечисленные устройства либо передают информацию центральному процессору (и, таким образом, могут быть объявлены устройствами ввода), либо получают информацию от него (устройства вывода), либо могут как передавать, так и принимать информацию (устройства ввода-вывода). Эта классификация может показаться неестественной, потому что в соответст­вии с ней в одну категорию попадают столь функционально неродственные устройства, как сетевой адаптер и жесткий диск (устройства ввода-вывода), или печатающее устройство и рулевая машинка летательного аппарата (устройства вывода), однако разработчику операционной системы во многих случаях этой классификации оказывается достаточно.

Нередко, впрочем, в эту классификацию вводят еще один уровень: устрой­ства ввода делят на пассивные (выдающие данные только в ответ на явные запросы центрального процессора) и активные, или генераторы событий, которые могут порождать данные тогда, когда их об этом явно не просили. Ко второй категории относятся интерактивные устройства ввода (клавиатура, мышь), сетевые адаптеры, таймеры различного рода, а также многие датчики управляющих систем.