Методы управления вводом/выводом

Вопрос №1. «Методы управления очередью запросов на ввод-вывод».

Исполнительная система и уровень абстрагирования от оборудования.

Диспетчер процессов (Process Manager). Создает и завершает процессы.

Диспетчер виртуальной памяти (Virtual memory manager, VMM). Реализует виртуальную память.

Ядро (Kernel). Центральная часть ОС.

Диспетчер электропитания (Advanced Configuration and Power Interface Manager, ACPI-manager). Управляет электропитанием устройств, координирует запросы устройств, связанные с изменением режима электропитания.

Диспетчер Plug and Play (PnP-manager). Обеспечивает распознавание PnP-устройств после процесса загрузки ОС.

Диспетчер окон и интерфейс графических устройств (Graphic Device Interface, GDI). Управляет отображением окон, обеспечивает прием ввода от клавиатуры и мыши, распределяя информацию приложениям.

Уровень абстрагирования от оборудования (Hardware Abstract Level, HAL). Представляет собой программную прослойку между исполнительной системой Windows и аппаратной платформой, на которой работает ОС.

Существует три способа организации ввода/вывода:

1. программно управляемый ввод/вывод;

2. ввод/вывод по прерываниям;

3. прямой доступ к памяти.

При программно управляемом вводе/выводе все связанные с этим действия происходят по инициативе центрального процессора и под его полным контролем. ЦП выполняет программу, которая обеспечивает прямое управление процессом ввода/вывода, включая проверку состояния устройства, выдачу команд ввода или вывода. Выдав в модуль ввода-вывода команду, центральный процессор должен ожидать завершения ее выполнения, и, поскольку ЦП работает быстрее, чем модуль ввода-вывода, это приводит к потере времени.

Ввод/вывод по прерываниям во многом совпадает с программно управляемым методом. Отличие состоит в том, что после выдачи команды ввода/вывода ЦП не должен циклически опрашивать модуль ввода-вывода для выяснения состояния устройства. Вместо этого процессор может продолжать выполнение других команд до тех пор, пока не получит запрос прерывания от модуля ввода-вывода, извещающий о завершении выполнения ранее выданной команды ввода-вывода. Как и при программно управляемом вводе-выводе, ЦП отвечает за извлечение данных из памяти (при выводе) и запись данных в память (при вводе).

Прямой доступ к памяти. Повышение, как скорости ввода-вывода, так и эффективности использования ЦП обеспечивает третий способ ввода-вывода — прямой доступ к памяти. В этом режиме основная память и модуль ввода/вывода обмениваются информацией напрямую, минуя процессор.

Вопрос № 1.1. «Программно управляемый ввод/вывод»

Наиболее простым методом управления вводом/выводом является программно управляемый ввод/вывод, часто называемый также вводом/выводом с опросом.

Здесь ввод/вывод происходит под полным контролем центрального процессора и реализуется специальной процедурой ввода/вывода.

Дата добавления: 2014-01-14