96. Структура системы ввода-вывода. Логические принципы организации ввода-вывода.

Физические механизмы взаимодействия устройств ввода-вывода с вычислительной системой позволяют понять, почему разнообразные внешние устройства легко могут быть добавлены в существующие компьютеры. Все, что необходимо сделать пользователю при подключении нового устройства, – это отобразить порты устройства в соответствующее адресное пространство, определить, какой номер будет соответствовать прерыванию, генерируемому устройством, и, если нужно, закрепить за устройством некоторый канал DMA. Для нормального функционирования hardware этого будет достаточно. Однако мы до сих пор ничего не сказали о том, как должна быть построена подсистема управления вводом – выводом в операционной системе для легкого и безболезненного добавления новых устройств и какие функции вообще обычно на нее возлагаются.

Подсистема ввода-вывода в Microsoft Windows состоит из нескольких компонентов исполнительной системы, которые совместно управляют аппаратными устройствами и предоставляют интерфейсы для обращения к ним системе и приложениям.

96. Структура подсистемы ввода-вывода. Драйверы.

Физические механизмы взаимодействия устройств ввода-вывода с вычислительной системой позволяют понять, почему разнообразные внешние устройства легко могут быть добавлены в существующие компьютеры. Все, что необходимо сделать пользователю при подключении нового устройства, – это отобразить порты устройства в соответствующее адресное пространство, определить, какой номер будет соответствовать прерыванию, генерируемому устройством, и, если нужно, закрепить за устройством некоторый канал DMA. Для нормального функционирования hardware этого будет достаточно. Однако мы до сих пор ничего не сказали о том, как должна быть построена подсистема управления вводом – выводом в операционной системе для легкого и безболезненного добавления новых устройств и какие функции вообще обычно на нее возлагаются.

Подсистема ввода-вывода в Microsoft Windows состоит из нескольких компонентов исполнительной системы, которые совместно управляют аппаратными устройствами и предоставляют интерфейсы для обращения к ним системе и приложениям.

Компоненты подсистемы ввода-вывода: Согласно целям, поставленным при разработке, подсистема ввода-вывода в Windows должна обеспечивать приложениям абстракцию устройств – как аппаратных (физ-ких), так и программных (виртуальных или логических). Основными понятиями в системе в/в являются драйвер и порт.

ДРАЙВЕР [driver]. Управляющая программа. Обычно это программа операционной системы, обеспечивающая взаимодействие исполняемой программы с отдельным устройством и способствующая его удобному использованию. Например, существуют Д. клавиатуры, дисплея, мыши, принтера и т. п. Д. принимает запросы программ на обращение к устройству и преобразует их в команды управления устройством, а также обрабатывает прерывания от обслуживаемого устройства.

При этом он учитывает конструктивные особенности устройства и особенности его работы в реальном масштабе времени и таким образом, Д. является связующим звеном между программой и устройством. Д. может быть оформлен как резидентная программа или как загружаемый Д. Наряду с реальными Д. может обслуживать и виртуальные устройства, как бы имитируя реальное физическое устройство. Д. считаются также программы, управляющие дополнительной памятью компьютера, и программы, упр-щие др прогми, т.е. выз-щие их и зад-щие им входные параметры.

ДРАЙВЕР ВИРТУАЛЬНОГО УСТРОЙСТВА [virtual anything driver (VxD)]. Специальный класс драйверов, предоставляющий доступ к виртуальным устройствам, т.е. к устройствам, которые имитируются программным или аппаратным способом. Например, драйвер виртуального дисплея – программa, управляющая экраном дисплея. VxD – общее обозначение драйверов виртуальных устройств в операционных системах Windows. Так, драйвер виртуального дисплея обозначается VDD.

ДРАЙВЕР ЛОГИЧЕСКОГО УСТРОЙСТВА [type-specific driver (TSD)]. Драйвер, обслуживающий (в отличие от драйверов физических устройств) логические устройства, относящиеся к одному типу. Например, для работы со всеми жесткими дисками служит один драйвер, для работы со всеми гибкими дисками – др.

ДРАЙВЕР ПОРТА [port driver (PD)]. Компонент операционной системы, обеспечивающий доступ к портам устройства, подключенного к компьютеру. Д. п. зависит от конкретного типа и модели устройства. Например, для каждого дискового контроллера и накопителя используется отдельный Д. п.

ДРАЙВЕР ПРИНТЕРА [printer driver]. Драйвер, позволяющий приложениям корректно взаимодействовать с печатающим устройством, независимо от его типа и модели, а также используемого языкового интерпретатора.

ДРАЙВЕР-РУСИФИКАТОР [Cyrillic driver]. Драйвер, поддерживающий ввод в память компьютера и вывод на экран дисплея символов – букв русского алфавита (кириллицы). Д.-р. обычно является резидентной программой, которая активизируется нажатием командной клавиши (либо сочетания клавиш), служащей командой смены латинского алфавита на русский.

ДРАЙВЕР УСТРОЙСТВА [device driver]. Драйвер, позволяющий конкретному устройству, такому как модем, сетевая плата или принтер, взаимодействовать с операционной системой. Если устройство включено в список совместимого оборудования, то драйвер такого устройства обычно входит в состав операционной системы. Драйверы устройств загружаются автоматически (SYS-файлы) при запуске компьютера и с этого момента выполняются в режиме ядра, оставаясь невидимыми для пользователя. Драйверы устройств не работают с устройствами напрямую, а вызывают функции HAL.

ДРАЙВЕР ФАЙЛОВОЙ СИСТЕМЫ [file system driver (FSD)]. Компонент файловой системы, служащий для связи операционной системы с устройством длительного хранения данных (жестким или гибким диском). Кроме того, Д. ф. с. отвечает за поддержку длинных имен файлов и взаимодействие пользователя с конкретным устройством.

ПОРТ [port] – 1.Устройство сопряжения отдельных устройств (ЦП, ОЗУ и т.д.) с другими устройствами с целью передачи данных. Например, через П. подключаются к шине процессора устройства ввода/вывода, а программа может посылать данные в П. или получать данные из П. Обычно один и тот же П. может работать на ввод или вывод.

По способу передачи данных различают параллельный и последовательный порты. В сети Интернет – число, которое идентифицирует (определяет) конкретную прикладную программу Интернета.