Основные системные таблицы ввода/вывода

Каждая операционная система имеет свои таблицы ввода/вывода для того чтобы управлять вводом/выводом через операционную систему (ядро) и выполнять при этом механизм прерывания операционной системы должна иметь по крайней мере 3 системные таблицы.

Первая таблица оборудования содержит информацию обо всех устройствах ввода/вывода подключенных к системе.(Unit Control Block). UCB cодержит следующую информацию об устройстве:

1. тип устройства, его модель

2. подключение устройства ( через какой интерфейс, к какому разъёму, какие порты и линии прерывания используются)

3. указание на драйвер (адрес секции запуска)

4. информацию о буфере памяти

5. состояние устройств

6. указатель на дескриптор задачи использующий устройство в данный момент

2 таблица описания виртуальных (логических ) устройств.

Её назначение – устранение связи между виртуальными устройствами, описанными в таблице 1. 2 таблица позволяет ядру операционной системы перенаправлять запрос на ввод/вывод из приложения на те программные модули и страницы данных, которые (или адреса которых) хранятся в соответствующем элементе 1 таблицы.

В многопользовательских системах таких таблиц нет : одна общая и по одной на каждого пользователя.

3 таблица прерывания, которая для всех сигналов прерывания указывает тот или иной элемент 1 таблицы, который описывает устройство выполняющее эту линию прерывания. Эта таблица может в явном виде не присутствовать поскольку может из основной таблицы прерываний попасть на драйвер, именующий связи с элементом UCB.

Наличие связи между таблицами 1 и 3 .

Взаимосвязь изображают так:

1элемент

Таблица логических имен

iэлемент

jэлемент

Таблица оборудования

1 UCB

iэлемент

jэлемент

n элемент

Таблица прерывания

1 элемент

hэлемент

gэлемент

Управление вводом/выводом состоит в выполнении следующих действий :

Запрос на операции ввода/вывода от выполняющейся программы поступает в ядро операционной системы . Оно проверяет вызов на правильность и при отсутствии ошибок пересылает его в подсистему ввода/вывода.

Процесс ввода/вывода по логическому имени с помощью таблицы логических имен находит соответствующий элемент UCBтаблицы оборудования. Если устройство занято ,то дескриптор задачи от которой поступил запрос на ввод/вывод помещается в очередь ожидающих устройств. Если устройство свободно, то подсистема определяет по UCB тип устройства и передает управление соответствующему драйверу на секцию запуска. Драйвер инициализирует оптимизацию управления и возвращает управление диспетчеру задач , чтобы он поставил на процессор готовую к исполнению задачу , Когда устройство ввода/вывода обрабатывает команду оно поставляет запрос на прерывание , по которому через таблицу прерывания управление передается на секцию продолжения , получив новую команду устройство начинает её обрабатывать, а управление процессом передается диспетчеру задач и процессор продолжает полезную работу.

Таким образом осуществляется параллельное выполнение задач на фоне которого происходит управление операциями ввода/вывода.