Системные таблицы и управление ОС операциями обмена с внешними устройствами

Управление вводом-выводом осуществляет компонент операционной системы – супервизор ввода-вывода. При получении запроса от прикладной задачи на ввод-вывод информации управление получает модуль операционной системы - супервизор задач, проверяющий корректность запроса и, в случае отсутствия ошибок, управление передается супервизору ввода-вывода. Супервизор ввода-вывода инициирует ввод-вывод, передавая управление соответствующему драйверу и, в случае управления вводом-выводом в режиме прерываний, передает управление диспетчеру задач (планировщику). Таким образом функциональные задачи (приложения) устанавливают запросы на ввод-вывод (с указанием операции и требуемым ресурсом), обращаясь к операционной системе (супервизору задач). Супервизор задач передает управление супервизору ввода-вывода, который запускает необходимые операции по обмену с внешним устройством.

Операционная система поддерживает определенные системные таблицы ввода-вывода:

- таблица оборудования,

- таблица виртуальных логических устройств,

- таблица прерываний.

Необходимость в этих таблицах по следующим причинам:

- в операционной системе ввод- вывод осуществляется через супервизор;

- драйверы ввода-вывода используют механизм прерываний для установления связи внешнего устройства с центральным процессором.

Таблица оборудования содержит информацию обо всех устройствах ввода – вывода. Каждый элемент таблицы описывает некоторое внешнее устройство и называется блоком управления устройством (UCB). Блок управления устройством содержит следующую информацию:

-тип устройства;

- способ подключения (интерфейс, разъем, порты, номер линии запроса прерываний IRQ);

- адрес драйвера;

- состояние устройство (свободно/занято);

- указатель на дескриптор задачи, использующей в данный момент устройство;

- используется ли буферизация при обмене с устройством и адрес буфера.

Если устройство занято, то новые запросы к устройству фиксируются посредством образования очереди задач (дескрипторов задач).

Таблица виртуальных логических устройств – реализует принцип независимости от устройств. Прикладная программа не должна учитывать конкретные параметры того или иного устройства, способ подключения устройства к вычислительной системе. Конкретные значения параметров устройств операционная система возьмет из соответствующего элемента таблицы оборудования (например, количество головок, цилиндров, секторов на дорожке). В запросе на ввод – вывод прикладная программа указывает логическое имя устройства. Таблица логических устройств устанавливает связь между логическими и реальными устройствами, описанными в таблице оборудования. Таблица логических (виртуальных устройств) позволяет супервизору перенаправить запрос на ввод-вывод из приложения драйверу конкретного физического внешнего устройства.

Таблица прерываний. Эта таблица указывает для каждого сигнала запроса на прерывание от внешнего устройства тот элемент UCB (блок управления внешним устройством), который соответствует данному внешнему устройству. Таблица отражает связи между сигналами запроса на прерывания и самими устройствами ввода-вывода.

Вопросы для самопроверки

1. Что собой представляет адресное пространство ввода-вывода.

2. Каким образом осуществляется адресация внешних устройств.

3. Структура команд процессора ввода-вывода

4. Основные режимы работы драйвера внешнего устройства.

5. Основные системные таблицы, поддерживаемые операционной системой в интересах ввода-вывода.

ГЛОССАРИЙ

ДЕСКРИПТОР – Структура, описывающая некоторый объект системы.

 

 

Тема № 7. Управление памятью.

План

7.1. Память и отображения, понятие виртуального адресного пространства

7.2 Статическое и динамическое преобразование адресов

7.3. Различные способы организации памяти

⇐ Предыдущая10111213141516171819Следующая ⇒

Поделиться: