Аппаратура ввода-вывода

Введение

Содержание

Лекция: Системы ввода-вывода

В лекции рассмотрены следующие вопросы: организация ввода-вывода в компьютерной системе и ее поддержка в ОС; контроллеры; драйверы; контроллеры с прямым доступом к памяти (Direct Memory Access – DMA); цикл выполнения задания в ОС, чередование вычислений и ввода вывода, прерывания.

• Введение
• Аппаратура ввода-вывода
• Основные концепции
• Опрос устройств
• Прерывания
• Ввод-вывод с прямым доступом к памяти (DMA)
• Программный интерфейс ввода-вывода
• Блочные и символьные устройства
• Сетевые устройства существенно отличаются от блочных и символьных; имеют свой собственный интерфейс и систему команд
• Часы и таймеры
• Блокируемый (синхронный) и не блокируемый (асинхронный) ввод-вывод
• Подсистема ввода-вывода в ядре ОС
• Структуры данных для ввода-вывода в ядре ОС
• Жизненный цикл запроса на ввод-вывод
• Производительность ввода-вывода
• Ключевые термины
• Краткие итоги
• Набор для практики
• Вопросы
• Упражнения
• Темы для курсовых работ, рефератов, эссе

Устройства и системы ввода-вывода в современных компьютерных и операционных системах весьма разнообразны. В лекции рассмотрены следующие вопросы:

• Аппаратура ввода-вывода
• Интерфейс приложений для ввода-вывода
• Подсистема ввода-вывода в ядре ОС
• Преобразование запросов на ввод-вывод в аппаратные операции
• Производительность систем ввода-вывода.

В настоящее время наблюдается все более и более активное развитие устройств ввода-вывода в компьютерных системах. В значительной степени это объясняется, во-первых, необходимостью ввода, обработки и вывода мультимедийной информации (аудио, видео, цифровых фотографий, отсканированных образов и других изображений), во-вторых, постоянной потребностью в увеличении скорости и емкости устройств вследствие гигантского роста размеров обрабатываемой информации. Еще в 1980-х гг., например, нормой считалось использование гибких дискет (FDD) емкостью 1.44 мегабайта для резервного копирования. Сейчас устройствами FDD настольные и портативные компьютеры вообще не комплектуются, а, что касается резервного копирования, то и устройств емкостью 128 гигабайт может оказаться недостаточно для этой цели.

Обзор аппаратуры ввода-вывода дан в "Особенности ОС для различных классов компьютерных систем. ОС реального времени. ОС для облачных вычислений ". Набор устройств включает, в частности:

• клавиатуру и мышь;
• жесткие диски (HDD), включая внутренние и внешние (ZIV drives);
• flash-память;
• ленточные стримеры;
• компакт-диски BluRay, DVD, CD;
• твердотельные накопители на магнитных дисках (solid state disks – SSD);
• ZIP drives, JAZ drives – уже устаревающие, но еще используемые устройства для резервного копирования со съемными носителями (их постепенно вытесняет флэш-память, физические размеры модулей которой гораздо меньше, а емкость – больше);
• магнито-оптические диски – ныне уже устаревшие устройства для резервного копирования, но долгое время использовавшиеся;
• устройства для мультимедийного ввода-вывода: порты и адаптеры IEEE 1394 (Fire-Wire) для подключения цифровых видеоустройств; порты и адаптеры High Definition Multimedia Interface (HDMI) для подключения видеоаппаратуры стандарта High Definition (HD); кард-ридеры для нескольких форматов (SmartMedia и др.) носителей, используемых в цифровых фотоаппаратах;
• мониторы, видеокарты (видеоадаптеры) и графические процессоры, в том числе – многоядерные;
• принтеры, сканеры.

Дата добавления: 2013-12-13