54. Задача по управлению файлами и устройствами. Организация параллельной работы устройств ввода-вывода и процессора. Согласование скоростей обмена и кэширование данных.

54 (73 -77)

Подсистема ввода-вывода ОС при обмене данными с внешними устройствами должна решать ряд общих задач:

• Организация параллельной работы устройства ввода-вывода и процессора;

• Согласование скоростей обмена и кэширования данных;

• Разделение устройств и данных между процессами;

• Обеспечение удобного логического интерфейса между устройствами и остальной частью системы;

• Поддержка широкого спектра драйверов с возможностью простого включения в систему нового драйвера;

• Динамическая загрузка и выгрузка драйверов;

• Поддержка файловых систем;

• Поддержка синхронных и асинхронных операций ввода-вывода.

Организация работы устройства i/oи ЦП

Каждое устройство ввода-вывода – диск, принтер, терминал – имеет блок управления (контроллер устройства).

Контроллер взаимодействует с драйвером – системным программным модулем, предназначенным для управления устройством. Под управлением контроллера устройство может работать некоторое время автономно от команд ОС.

Подсистема ввода-вывода должна обеспечить работу – запуск и приостановку разнообразных драйверов, обеспечив приемлемое время реакции каждого драйвера на независимые события контроллера.

С другой стороны, необходимо минимизировать загрузку процессора задачами ввода-вывода.

При обмене информации в системе возникает задача согласования скорости выполняемых процессов. Согласование скорости осуществляется за счет буферизации данных в оперативной памяти и синхронизации доступа процессов к буферу.

В некоторых случаях свободной оперативной памяти недостаточно для буферизации данных. Для размещения данных в буфере используются специальные файлы – спул-файлы.

Другой способ – использование буферной памяти в контроллерах внешних устройств. Например, использование памяти, устанавливаемой на видеоадаптерах.