Файловая подсистема.Система управления вводом-выводом.
Важной частью любой вычислительной системы является обработка информации и операции ввода-вывода. Для их осуществления используется контроллер устройства, который включает несколько регистров:
Файловая подсистема.Система управления вводом-выводом.
Систематизация внешних устройств
все остальные (таймеры, графические дисплеи, телевизионные устройства, видеокамеры и т. п.)
сетевые
блочные
символьные
Внешние устройства отличаются по следующим параметрам
Устройства только ввода, только вывода или вв/выв
Передающие инф по байтам или блоками
Запоминающие выведенную информацию для ее последующего ввода или нет
Разделяемые или монопольно захватываемые процессом
Скорость обмена информацией
Обработка прерываний и ошибок
Организация файлов и доступ к ним
Другие формы организации файлов
Способ выделения дискового пространства при помощи индексных узлов, применяемый в ряде ОС (Unix и некоторых других) может служить другим примером организации индекса
В некоторых системах ускорение доступа к файлу обеспечивается конструированием индекса файла
Хранение файла в виде последовательности записей фиксированной длины, каждая из которых имеет внутреннюю структуру
Файл прямого доступа
Последовательный файл и доступ
Общие сведения о файлах
Атрибуты файлов
Обычно хранятся в структуре директорий
Типы файлов
Регулярные (обычные) файлы содержат пользовательскую информацию в формате ASCII или в двоичном (бинарном) представлении
Имена файлов
Многие ОС поддерживают имена из двух частей (имя+расширение)
Основные функции файловой системы
Обеспечение высокой производительности
Обеспечение совместного доступа к файлам
Обеспечение защиты от несанкционированного доступа
Обеспечение надежности и отказоустойчивости
Распределение внешней памяти между файлами
Идентификация файлов
ОС делит память на блоки фиксированного размера (4096 байт)
Файловая система - это часть ОС, назначение которой состоит в том, чтобы организовать эффективную работу с данными, хранящимися во внешней памяти, и обеспечить пользователю удобный интерфейс при работе с такими данными
Операции над файлами
Другие операции, например переименование файла, получение атрибутов файла и т. д.
Запись данных в файл с текущей позиции
Чтение данных из файла с текущей позиции
Позиционирование
Закрытие файла
Открытие файла
Удаление файла и освобождение занимаемого им дискового пространства
Создание пустого файла
Блочные устройства
магнитные и оптические диски и ленты, и т. д.
К символьным устройствам относятся
устройства вывода, для которых характерно представление данных в виде линейного потока: принтеры, звуковые карты и т. д.
устройства ввода - клавиатура, мышь, модем, джойстик
Spooling и захват устройств
Логические принципы организации вв/выв
Если нужно, закрепить за устройством некоторый канал DMA
Определить, какой номер будет соответствовать прерыванию, генерируемому устройством
При подключении нового устройства необходимо:
отобразить порты устройства в соответствующее адресное пространство
Буферизация и кэширование
Структура контроллера устройства
регистр выходных данных
регистр выходных данных служит для помещения в него данных для чтения вычислительной системой
регистр входных данных
регистр входных данных предназначен для помещения в него информации, которая должна быть выведена на устройство
регистр управления
регистр управления получает данные, которые записываются вычислительной системой для инициализации устройства ввода-вывода или выполнения очередной команды, а также изменения режима работы устройства
регистр состояния
регистр состояния содержит биты
бит ошибки
бит готовности
бит занятости
Отличие ОП от устройств ввода-вывода
занесение информации в порт является инициализацией реального совершения операции ввода-вывода
занесение информации в память является окончанием операции записи
Процесс обмена информацией инициируется специальными командами ввода-вывода
Алгоритм операции записи информации в ОП
После выполнения действий 1 и 2 на шину управления выставляются сигналы, соответствующие операции записи и работе с памятью
На шину данных процессор выставляет сигналы, соответствующие информации, которая должна быть записана в память
На адресной шине процессор выставляет сигналы, соответствующие адресу ячейки памяти для записи информации
Физические принципы организации ввода-вывода
Внутри локальной магистрали линии, служащие для передачи сходных сигналов, группируются в шины
шина управления
адресная шина
шина данных
Процессор, память и многочисленные внешние устройства связаны большим количеством электрических соединений – линий
