Характеристика подсистемы ввода/вывода в Windows.

Состав:

a) Средства среды разработки (*.dll, окружение)

Формируют запрос

- данные, которые надо вывести

- файл, куда надо вывести

- логический адрес (номер записи, поля)

b) Диспетчер ввода-вывода

Управляет буферами (обеспечивает буферизацию), т.е. данные помещает в буфер и формирует управляющий блок для ввода-вывода – IRP (I/O Request Packet), куда помещается информация для вывода. После формирования запрос передается драйверу.

c) Драйверы устройства ввода-вывода

d) Уровень HAL (Hardware Abstract Layer)

HAL скрывает от драйверов реальное оборудование. Все особенности устройств учитываются на его уровне. Драйвер выполняет операции на физически-абстрактном уровне, который реализуется на уровне HAL, где формируются конкретные команды и выполняются.

e) УВВ

После выполнения операции устройство генерирует прерывание, обработчик которого заносит в IRP информацию об успешности выполнения. Драйвер передает IRP диспетчеру, который обрабатывает и удаляет IRP, сообщая приложению об окончании исполнения запроса.

Диспетчер использует три метода буферизации

- Диспетчер не используется

В этом случае приложение как правило использует режим пересылки.

- Buffered I/O.

Используется статический буферный пул в режиме подстановки, которым он управляет и распределяет между процессами.

- Direct I/O.

Используется режим указания (без использования системных буферов).

Существует несколько типов запросов:

1. Синхронный I/O

Приложение запросив операцию ввода-вывода ждет ее завершения

2. Асинхронный

Приложение запросив операцию ввода-вывода не ждет ее завершения

3. Проецируемый

Файл рассматривается как виртуальное адресное пространство процесса, т.е. образ файла проецируется на оперативную память страницами, а управление происходит средствами управления виртуальной памятью.

4. Непрерывный

Вся операция ввода-вывода должна быть выполнена за одно обращение к устройству. В этом случае используется много буферов, а затем они все выводятся.

HAL возник начиная с Windows 2000, там, где его нет, его функции переносятся в драйвер.

Примеры функционирования подсистемы ввода/вывода в Windows.

1. Синхронный ввод-вывод c одноуровневым драйвером.

 

 

2. Асинхронный ввод-вывод для двухуровневых драйверов.

 

 

Шаг 4: драйвер файловой системы заполняет поля в IRP, связанные с физической адресацией (используя, например, FAT) или помещает запрос в очередь запросов.

Шаг 6: Сообщение о незавершенности операции ввода-вывода.

Шаг 9: Прерывание, в IRP заносится информация о том, как завершилась операция ввода-вывода.

Реально все более сложно, в работе еще участвует несколько комплектующих ОС. На уровне приложений при открытии файла средства среды, поддерживающие окружение, запрашивают диспетчера ввода-вывода, который создает управляющие блоки и 3 логических объекта: файл, драйвер, устройство. Эти объекты используются для формирования запроса на ввод-вывод.

 

1. Концепция расширенной машины (аппаратура и ОС). 1

Аппаратура КС.. 1

2. Конфигурации аппаратуры компьютерной системы (КС). 2

3. Обработка простейшего задания в КС. 2

4. Понятие о файлах. Физические и логические файлы. 3

5. Организация файлов. 3

6. Понятие о прерываниях как средстве управления ресурсами КС. 4

7. Аппаратура компьютеров IBM PC: конфигурация. 5

8. Микропроцессор, адресация и модели памяти. 6

9. Основная память PC. 6

10. Монитор и клавиатура. 7

11. Накопители на жестких дисках (HDD). 7

12. Описание файлов в MS Windows. Полная идентификация дискового файла. Шаблоны. 8

13. MS Windows: состав и характеристика ее компонентов. Расширенная машина РС. 8

14. Процесс загрузки Windows. Системное меню. Загрузка сетевых ОС. 9

15. Файлы MSDOS.SYS и BOOT.INI, их роль при загрузке ОС. 10

16. Файл СONFIG.SYS и его роль при загрузке. 11

17. Файл AUTOEXEC.BAT и его роль при загрузке. 11

18. Реестр Windows, его структура для Win’9x. 12

19. Характеристика Win32 API (стандарт интерфейса пользователя). 13

20. Работа с оборудованием. Профили оборудования. 13

21. Пользовательские настройки среды Windows. Профили пользователя. 14

22. Настройка производительности среды Windows. 14

23. Характеристика приложений. Поддержка приложений Win32. 14

24. Приложение MS Word. 15

25. Приложение MS Excel. 16

26. Характеристика среды MS-DOS под Windows. Поддержка приложений MS-DOS. 16

27. Переназначение стандартных потоков ввода/вывода. 17

28. Команды MS-DOS для написания пакетных файлов. 18

29. Команды MS-DOS для написания многоконфигурационных файлов загрузки: CONFIG.SYS и AUTOEXEC.BAT. 18

30. Характеристика систем программирования. Диалоговая отладка программ. 19

31. Характеристика методов распределения ресурсов ОС. 19

32. Синхронизация процессов в ОС. 20

33. Алгоритмы распределения времени процессора в ОС. Управление процессами – верхний уровень. 20

34. Общая характеристика методов управления оперативной памятью в ОС. 21

35. Распределение ОП динамическими разделами. 22

36. Страничное распределение ОП. 22

37. Управления оперативной памятью страницами по запросу. 23

38. Управления оперативной памятью в Windows. 23

39. Управления устройствами ввода/вывода в ОС. 25

40. Управления виртуальными устройствами ввода/вывода в ОС. 25

41. Управление информацией. Характеристика. 26

42. Файловая структура томов FAT. 27

43. Файловая структура томов NTFS. 28

44. Концепции выполнения операций ввода/вывода в ОС. 28

45. Характеристика подсистемы ввода/вывода в Windows. 29

46. Примеры функционирования подсистемы ввода/вывода в Windows. 30