Принципы управления внешним устройством

Устройства - аппаратные устройства, такие как принтеры, дисководы, адаптеры, шины и корпуса, так и псевдоустройства, такие как специальный файл ошибок и специальный пустой файл. Принципы, используемые в операционной системе для управления устройствами:

Узлы устройств

Устройства объединены в кластеры, называемые узлами. Каждый узел представляет собой логическую подсистему устройств, в которой устройства нижнего уровня находятся в зависимости типа родитель-потомок от устройств более высокого уровня. Например, системный узел - самый верхний и содержит все физические устройства системы. Устройство Система - это узел самого верхнего уровня; на следующем уровне находятся шины и адаптеры, зависящие от устройства верхнего уровня. На самом нижнем уровне иерархии находятся устройства, к которым не подключены никакие другие устройства. Такие устройства зависят от всех устройств, находящихся на более высоких уровнях иерархии.

При запуске анализ зависимостей устройств позволяет настроить все устройства, составляющие узел. Настройка начинается с узла верхнего уровня, и все устройства более низкого уровня не настраиваются до тех пор, пока не будет настроено устройство верхнего уровня.

Классы устройств

При управлении устройствами операционная система должна знать, подключение каких устройств допустимо. В операционной системе устройства разделены на три иерархические группы:

· Функциональные классы

· Функциональные подклассы

· Типы устройств

Функциональные классы состоят из устройств, выполняющих одинаковые функции. Например, один из функциональных классов составляют принтеры как устройства для печати. Функциональные классы разделены на подклассы в зависимости от более тонких различий между устройствами. Например, интерфейсы принтеров бывают последовательные или параллельные. Последовательные принтеры составляют один подкласс, параллельные - другой. Различные типы устройств определяются по модели и изготовителю.

Классы устройств образуют в операционной системе допустимые связи родитель-потомок. Для этого применяются подклассы, которые могут быть подключены только к одному из допустимых родительских устройств. Например, словосочетание "8-портовый адаптер RS-232" означает, что к любому из 8 портов этого адаптера можно подключать только устройства, относящиеся к подклассу RS-232.

Классы и иерархические зависимости устройств хранятся в базе данных конфигурации устройств Администратора объектных данных (ODM).

База данных конфигурации устройств

Информация об устройствах содержится в базах данных описаний и настройки, которые составляют базу данных конфигурации устройств.

База данных описаний содержит данные о конфигурации всех возможных устройств, поддерживаемых системой. В этой базе данных хранится информация об иерархическом классе каждого устройства.

База данных настройки содержит данные о конфигурации всех определенных и настроенных устройств системы. Каждому из подключенных к системе устройств в этой базе данных соответствует определенная запись.

Администратор настройки - это программа, автоматически настраивающая устройства при запуске или во время работы системы. Администратор настройки считывает информацию из баз данных описаний и настройки и обновляет информацию в базе данных настройки.

Состояние устройств

Подключенные к системе устройства могут находиться в одном из следующих состояний:

Не определено	Устройство неизвестно системе.
Определено	В базу данных настройки занесена информация об устройстве, но оно недоступно системе.
Доступно	Устройство определено, подключено к системе и настроено.
Остановлено	Устройство недоступно, но контролируется драйвером.

Если терминал и принтер вместе используют одно соединение, оба эти устройства будут иметь одного родителя и порт в базе данных конфигурации. В каждый момент времени может быть настроено только одно из этих устройств. При настройке соединения с терминалом информация об установках принтера сохраняется для будущего применения. Устройство не удаляется; оно находится в состоянии Определено. В этом состоянии находятся устройства, которые в данный момент не используется или временно отключены от системы; для них сохраняется вся информация о настройке.

Устройство может быть сделано доступным, если для него существует драйвер.

Некоторые устройства, особенно псевдоустройства TCP/IP, могут находиться также в остановленном состоянии.

Создание современных средств вычислительной техники связано с задачей объединения в один комплекс различных блоков ВМ, устройств хранения и отображения информации, аппаратуры данных.

интерфейс - совокупность схемотехнических средств, обеспечивающих непосредственное взаимодействие составных элементов вычислительной системы. Интерфейс обеспечивает взаимосвязь между составными функциональными блоками или устройствами системы. Основным назначением интерфейса является унификация внутрисистемных и межсистемных связей и устройств сопряжения с целью эффективной реализации прогрессивных методов проектирования функциональных элементов вычислительной системы.

Классификация интерфейсов

Машинные интерфейсы предназначены для организации связей между составными элементами ЭВМ, т.е. непосредственно для их построения и связи с внешней средой.

Интерфейсы периферийного оборудования выполняют функции сопряжения процессоров, контроллеров, запоминающих устройств и аппаратурой передачи данных.

Интерфейсы мультипроцессорных систем представляют собой в основном магистральные системы сопряжения, ориентированные в единый комплекс нескольких процессоров, модулей памяти, контроллеров запоминающих устройств, ограничено размещенных в пространстве.

Интерфейсы распределенных ВС предназначены для интеграции средств обработки информации, размещенные на значительном расстоянии. Развитие интерфейсов осуществляется в направлении повышении уровня унификации интерфейсного оборудования и стандартизации условий совместимости, модернизации существующих интерфейсов, создания принципиально новых интерфейсов.