Управления устройствами ввода/вывода в ОС.

УВВ – физический ресурс, который может использоваться процессом либо монопольно, либо совместно с другими процессами.

Устройства по способу доступа

· Устройства последовательного доступа (только монопольно)

· Устройства прямого доступа

· Устройства произвольного доступа (регистровая память)

При совместном использовании устройства организуется очередь для разрешения конфликтов. Существуют процессы, которые могут монопольно использовать совместные устройства при условии, что нету других запросов (format, …).

Устройства по способу выделения

· Монопольные        используются только одним процессом (принтер) статически или динамически

· Разделенные          выделяются динамически (винчестер)

· Виртуальные         моделируются в виде дисковых файлов на реальной аппаратуре

Например, если принтер занят приложением Word, то Excel с помощью виртуального устройства напечатает в файл, а потом этот файл будет передан на принтер. Другой пример – окна.

Обслуживание устройства

· Отслеживание состояния устройства (свободно/занято)

· Поддержка стратегии удовлетворения запроса к ресурсу

· Выделение

· Удаление

Если ОС поддерживает физическое устройство, у него есть UCB – Unit Control Block (блок управления устройством). Он обслуживается системным процессом, и существует как у реальных, так и у виртуальных устройсв.

UCB:

· идентификация устройства

· ресурсы устройства (DMA, IRQ, I/O port, …)

· размер UCB

· адрес и характеристика буферов обмена

· адрес драйвера

· состояние устройства

Ø свободно

Ø занятоàчем занятоàсостояние в процессе

· адрес семафора и очереди (для совместных устройств)

Разделение устройств

Обслуживание очереди процессов (HDD):

1. Принцип FIFO (FCFS – First Came First Served), низкая производительность.

2. SSTF – Search Short Time First. Обслуживаются процессы для которых время выполнения (перемещения головок) минимально. Потребность во времени на косвенные расходы и возможность присутствия необслуживаемых процессов.

3. SCAN. Головки чтения перемещаются от одного края к другому и обратно, если подходящий процесс есть, то он обслуживается.

Управления виртуальными устройствами ввода/вывода в ОС.

SPOOLing – Simultaneous Peripheral Operating On-Line (Spool Line)

Использование виртуального устройства в момент создания процесса и его завершения. Виртуальное устройство (принтер) моделируется в виде файла. Запрос обрабатывает диспетчер спулинга (печати). Приложению это не важно. Печать будет осуществлена только после формирования задания и освобождения принтера, возможно после окончания процесса. Приложение взаимодействует с виртуальным УВВ d режиме on-line, а то в свою очередь в off-line с реальным УВВ. В случае запроса на прямой вывод диспетчер приостанавливает вывод и дает монополию процессу.

Использование логических устройств.

Их нет ни как файлов, ни как физических устройств. UCB – все, что у них есть.

Когда процесс создается, все необходимые ему устройства моделируются в виде виртуальных устройств.

Любое логическое устройство может быть связано с любым физическим, при этом если физическое устройство выходит из строя, то ОС может переадресовать на другое физическое устройство. Когда процесс активен его логические устройства связаны с физическими, а при переходе в неактивное состояние происходит разрыв связей и передача связей активному процессу.

В отличие от спулинга, этот метод всегда работает в режиме on line.

Управление информацией. Характеристика.

Верхний уровень

· Учет внешней памяти

· Форматирование

· Сбор мусора (defrag)

потерянные кластеры (lost clusters) и кластеры принадлежащие одновременно разным файлам

· Учет выделенной памяти

· Учет свободной памяти

· Функции, связанные с сохранностью информации

· Работа с файлами, как с единицей информации в ОС.

· Дескриптор

· Оглавление

· Главный каталог

· Содержание

· Операции над файлами (работают над файлом без учета его внутренней структуры)

· Создание

· Копирование

· Переименование

· Перемещение

· Удаление

· Сравнение

· Защита

· Тестирование (с точки зрения целостности файлов)

· Просмотр содержания

Нижний уровень (с учетом внутренней структуры файла) – I/O уровень, средства ЯП

· Управление вводом-выводом

· Open

· Close

· Выполнение ввода-вывода

· Read

· Write

· Seek

Физические операции выполняет драйвер, а синхронизирует эти процессы – диспетчер устройств.