22. Управление вводом – выводом. Функции ос по управлению вводом – выводом.

Одной из главных функций ОС является управление всеми устройствами ввода-вывода компьютера. ОС должна передавать устройствам команды, перехватывать прерывания и обрабатывать ошибки; она также должна обеспечивать интерфейс между устройствами и остальной частью системы. В целях развития интерфейс должен быть одинаковым для всех типов устройств (независимость от устройств).

23. Модель подсистемы ввода- вывода.

Подсистема ввода-вывода мультипрограммной ОС при обмене данными с внешними устройствами компьютера должна решать ряд общих задач, из которых наиболее важными являются следующие: организация параллельной работы устройств ввода-вывода и процессора; согласование скоростей обмена и кэширование данных; разделение устройств и данных между процессами; обеспечение удобного логического интерфейса между устройствами и остальной частью системы; поддержка широкого спектра драйверов с возможностью простого включения в систему нового драйвера; динамическая загрузка и выгрузка драйверов; поддержка нескольких файловых систем; поддержка синхронных и асинхронных операций ввода-вывода.

Операционная система обычно имеет дело не с устройством, а с контроллером. Контроллер, как правило, выполняет простые функции, например, преобразует поток бит в блоки, состоящие из байт, и осуществляют контроль и исправление ошибок. Каждый контроллер имеет несколько регистров, которые используются для взаимодействия с центральным процессором. В некоторых компьютерах эти регистры являются частью физического адресного пространства. В таких компьютерах нет специальных операций ввода-вывода. В других компьютерах адреса регистров ввода-вывода, называемых часто портами, образуют собственное адресное пространство за счет введения специальных операций ввода-вывода (например, команд IN и OUT в процессорах i86).

ОС выполняет ввод-вывод, записывая команды в регистры контроллера. Например, контроллер гибкого диска IBM PC принимает 15 команд, таких как READ, WRITE, SEEK, FORMAT и т.д. Когда команда принята, процессор оставляет контроллер и занимается другой работой. При завершении команды контроллер организует прерывание для того, чтобы передать управление процессором операционной системе, которая должна проверить результаты операции. Процессор получает результаты и статус устройства, читая информацию из регистров контроллера.

24. Файловые системы. Задачи, основные характеристики.

Файловая система – формально относится к подсистеме управления Внешн.устрой-ми. Однако, значение файловой системы столь велико, что часть ее рассматривают как отдельную подсистему. К ФС относят:

-совокупность всех файлов на устройстве хранения,

-набор служебных структур, данных необходимых для работы с файлами,

-программы и аппаратные элементы, реализующие функции по работе с файлами.

Все эти пункты образуют ФС.

Задачи ФС:

-обеспечение и именование файлов

-обеспечение унифицированного интерфейса по доступу к файлам

-отображение файлов на физич.объекты подсистемы хранения данных,

-обеспечение устойчивости к аппаратным и программным сбоям,

-обеспечение многопользовательского доступа к файлу,

-разграничение доступа и защита файлов.

Эти задачи могут решаться различн.способми, поэтому существует много различных файловых систем.

Примеры ФС: система BSD, UNIX V7, NFS.