Программный ввод-вывод

Задачи программного обеспечения ввода-вывода

Принципы программного обеспечения ввода-вывода

Основные задачи, которые должно решать программное обеспечение ввода-вывода:

· Независимость от устройств - например, программа, читающая данные из файла не должна задумываться с чего она читает (CD, HDD и др.). Все проблемы должна решать ОС.

· Единообразное именование - имя файла или устройства не должны отличаться. (В системах UNIX выполняется дословно).

· Обработка ошибок - ошибки могут быть отловлены на уровне контроллера, драйвера и т.д.

· Перенос данных - синхронный и асинхронный (в последнем случае процессор запускает перенос данных, и переключается на другие задачи до прерывания).

· Буферизация

· Проблема выделенных (принтер) и невыделенных (диск) устройств - принтер должен предоставляться только одному пользователю, а диск многим. ОС должна решать все возникающие проблемы.

Три основных способа осуществления операций ввода-вывода:

· Программный ввод-вывод

· Управляемый прерываниями ввод-вывод

· Ввод-вывод с использованием DMA

Рассмотрим их подробнее.

В этом случае всю работу выполняет центральный процессор.

Рассмотрим процесс печати строки ABCDEFGH этим способом.

Этапы печати строки ABCDEFGH

Алгоритм печати:

1. Строка для печати собирается в пространстве пользователя.

2. Обращаясь к системному вызову, процесс получает принтер.

3. Обращаясь к системному вызову, процесс просит распечатать строку на принтере.

4. Операционная система копирует строку в массив, расположенный в режиме ядра.

5. ОС копирует первый символ в регистр данных принтера, который отображен на памяти.

6. Символ печатается на бумаге.

7. Указатель устанавливается на следующий символ.

8. Процессор ждет, когда бит готовности принтера выставится в готовность.

9. Все повторяется.

При использовании буфера принтера, сначала вся строка копируется в буфер, после этого начинается печать.