Енгізу - шығару жүйесі

Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 11 бет
Таңдаулыға:

Казақстан Республикасы Білім және Ғылым Министрлігі

Қ. Сәтпаев атындағы Қазақ Ұлттық Техникалық Университеті

Есептеу техника кафедрасы

Баяндама

Тақырып: Енгізу-шығару жүйесі

Орындаған: ЭВМ 97-1

тобының студенті

Керімбаев А. Ж.

Қабылдаған: оқытушы Дюсекенова Б. У.

Алматы 2001ж.

Жоспар

Енгізу-шығару жүйесі1

Жалпы мағлұматтар3

Енгізу-шығару жүйесінің сыңарлары. 4

Проекциялық файлдың е-ш және файлдарды қоймалау. 5

Енгізу-шығаруды өңдеу. 6

Е-ш сұранымының пакеті. 9

Қорытынды10

Қолданылған әдебиет:11

Енгізу-шығару жүйесі

"Fundamentals of Operatіng Systems" кітабында Листер атап кеткендей әдет бойынша енгізу-шығару жүйесі ОЖ-ні жобалау аймағының ең қиындықтарының бірі болып есептеледі. Шынындада қиындықтың көзі болып енгізу-шығару мүмкін емес, әр түрлі текті өте көп құрылғылары бар және оларды ОЖ қолдап туру қажет. Жобалаудың алдында енгізу-шығару жүйеснің оңай емес есебі турады - олар құрылғының ерекшілігіне көңіл аудармай программистерге мәліметтерді оңай есептеуге немесе сақтауға мүмкіндік беретін е-ш құрылғысының виртуальді интерфейсін құру керек.

Кең көлемдегі құрылғыларды бір модельге қоса алатын е-ш жүйесі жан-жақты болуы қажет.

Ол бар болатын құрылғылардың қажеттіліктерін ескеруі қажет, қарапайым маустан кілтжиынға, принтерге, графикалық дисплейге дейін, дисктік жинағышқа дейін, компакт диск және де тарамға дейін, сондай-ақ ол мәліметтерді сақтау және енгізудің болашақ технологиясын ұстап туруы қажет. NT енгізу шығару жүйесі орындаушылық жүйесінің деңгейіндегі е-ш операциялары үшін жоғарғы деңгейлі бірыңғайлы интерфейсті пайдалануға береді және қолданбалы программаларды құрылғылардың физикалық ерекшеліктерін жекелейді. Сондай-ақ ол ОЖ-нің қалған бөлігін құрылғылармен жұмыс істейтін бөліктерден құтқарады және сол арқылы машина байланыстық коданы жекелейді, және оның көлемін кішірейтеді.

Енгізу-шығару жүйесінің қадағалаушысы - е-ш жүйесінің бірыңғайлы сыңарын Дэррилон Хэвенсон өндеді, оның ОЖ-нің сыңарларың өндеу және кодалаудың 12 - жылдан астам іс-тәжірибесі бар. Wіndows NT енгізу - шығару Дэррил жұмыс істеген ОЖ-ң кейбір жерлерін пайдаланады, негізінен DEC фирмасының OC VAXІVMS және VAXELN. WІN 32, OS/2POSІX - е-ш жүйесінің конструкциясына әсер еткен кейбір талаптарды анықтайды. Енгізу-шығару жүйесінің проектісінің мақсаты төмендегідей

FAT, жоғарғы өнімдік файлдық жүйені (HTFS), компакт дискілік файлдық жүйені (СDFS) және жаңа NT файлдық жүйесін, толық қалпына келтіретін файлдық жүйені қосқандағы, бірнеше қойылатын файлдық жүйелерге қолдау беру;

Құрылғылардың драйверлерінің өңдеулерін жеңілдететін және сондай-ақ бір уақытта көп процессорлы жүйеге жарамды сервистік мүмкіндіктерді беру;

Администраторға жүйеге динамикалық түрде қосуды және одан құрылғылардың драйверлерін өшіруге мүмкіндік беруді;

Енгізу-шығару жүйесінің сұранымдарын өңдеуді тез ету және сондай-ақ бір уақытта драйверлерді жоғарғы деңгейдегі тілде жазу мүмкіндігін қамтамасыз ету;

Орындалушы программалардың жүктелуі үшін файлдардың өңделуі және қолданбаларда қолдану үшін проекциялық файлдың енгізу-шығарудың тәсілдерін беру;

Бұл арнайы мақсаттардан басқа енгізу-шығарудың ішкі жүйесі ОЖ-ң талаптарына толығымен сәйкес келу керек. Мысалы, ол орын ауыстыратындай болуы керек; объектілердің көмегімен өзімен бірге қолданатын ресурстарды қорғау қажет; Wіn32, OS/2 және POSІX енгізу-шығару интерфейстеріне көмектесетін тәсілдерімен қамтамасыз ету қажет, сондай-ақ көп процессорлы ортада жұмыс істей алуы қажет.

Жалпы мағлұматтар

NT-ң орындалушы бөлігінің енгізу-шығару жүйесі - бұл қолданушы және ядро режимінің процестерінен енгізу-шығару сұранымдарын алатын және оларды енгізу-шығару құрылғыларына түрлендірілген түрде беретін ОЖ-ң бір бөлігі. Қолданушы тәртіппен енгізу-шығару аппаратураларының сервистерінің арасында бірнеше бөлек жүйелік компоненттер орналасқан (аяқталған файлдық жүйелерді, драйверлік құрылғылардың көпсанды және бір немесе бірнеше жүйелік транспортың драйверлерді қосқанда) .

NT-дағы енгізу-шығаруды қарастыруды енгізу-шығару жүйесінің компонеттерін бөлуден және олардың арасындағы қатынастан бастаймыз. Осыдан кейін енгізу-шығару жүйесінің құрылғыларының және асинхронды өңдеу бөліктердің драйверлерінің проекциялың әрекетінің объектілерін қолдану.

Енгізу-шығару жүйесінің сыңарлары.

NT - енгізу-шығару жүйесінің құрылысын түсіну үшін оның әртүрлі бөліктерімен танысу қажет. Енгізу-шығару жүйесі пакеттермен басқарылады (packet drіven) . Бұл енгізу-шығарудың әрбір сұранымы бір компонент жүйесінен екіншіге өткен кездегі енгізу-шығару сұранымы пакет түрінде берілетінін (І/O request packet, ІRP) білдіреді ІRP - бұл енгізу-шығарудың әрбір сатысында операцияның өңдеулерін басқаратын берілгендердің құрылымы.

Енгізу-шығару жүйесінің диспетчері (І/O manager) ішінде файлдық жүйелерге және құрылғының драйверлеріне енгізу-шығарудың сұранымдары жеткізілетін, реттелінген каркас - модельді аңыктайды. Диспетчер шынында енгізу-шығару басқармайды. Оның жұмысы енгізу-шығару операциясын ұсыну үшін қолданылатын ІRP құру, пакетті сәйкес драйверлерге беру және операциясының аяғында енгізу-шығару жүйесін жою. Бұған қарама-қарсы, драйвер ІRP-ны алады, оның ішінде белгіленген беру және операциясысың аяғында енгізу-шығару операциясын орындайды немесе өңдеуді аяқтау үшін енгізу-шығару диспетчеріне қайтадан қайтарып береді немесе жалғастыру үшін басқа драйверге беріп жібереді.

NT енгізу-шығару жүйесінде драйвер термині құрылғылардағы жай драйвер терминімен салыстырғанда өте көлемді мағынада қолданылады. NT-файлдың жүйелері де құрылғылардың драйверлері, бірақ қиынырақ, олар е-ш сұранымдарын қабылдайды және физикалық құрылғылардың драйверлеріне нақты сұранымдарды бере отырып, оларды өңдейді. Физикалық жүйелер және құрылғы драйверлерінің арасындағы өзара қатынас ІRP берілісімен орындалады.

Проекциялық файлдың е-ш және файлдарды қоймалау.

Проекциялық файлдың е-ш - бұл жүйенің бірге істелген жұмысымен қадағалаушының үйлесті ауыспалы жадысымен қамтамасыз етілген е-ш жүйесінің қажетті әдістері. ОЖ-ң өзі проекциялық е-ш-ң қажетті функцияларын орындау үшін қолданады, файлдарды қоймалау немесе программаларды жіктеу және орындау сияқты. Үйлесті ауыспалы жадының қадағалаушысы проекциялық е-ш базалық сервис арқылы қолданушы әлпіге қатынас құрады. Ортаның ішжүйелері бұл сервистерді өзінің клиенттік программаларына проекциялық файлдың е-ш әдістерін қолдану үшін пайдалануы мүмкін. Проекциялық е-ш дискте орналасқан файлды процестерін үйлесті ауыспалы жадысы ретінде қарастыруға мүмкіндік береді. Программаның арашықталған мәліметтерге немесе айқын дисктік е-ш-ға сүйенбей файлға қатынас құруды үлкен массивтегідей орындау мүмкіндігі бар. Программа тек жадыдағы белгілі бір мекен-жайға қарау керек, ал үйлесті ауыспалы жадының қадағалаушысы дисктік файлдан керекті бетінің жүктелуі үшін өзінің басқылау механизмін қолданады. Егер қолданба өзінің мекен-жайлық кеңістігіне жазуды орындаса, онда бұл өзгертулер беттердің кәдімгі басқылауы кезінде үйлестіауыспалы жадыға қадағалаушымен жазылады. Е-ш-ң үлкен көлемін орындайтын қолданбалар проекциялық е-ш-ды қолдана отырып, өздерінің жұмыстарының жылдамдығын потенциалды түрде арттыруы мүмкін, өйткені мәлімет дискке қарағанда жадыға тезірек жазылады. Сонымен қатар үйлесті ауыспалы жадының қадағалаушысы өзінің дискке қатынас құруын ыңғайландырады, сондықтан проекциялық е-ш қолдана отырып, қолданба бұл қасиетті де өз бойына алады. Кэш қадағалаушысы деп аталатын е-ш жүйесінің сыңары проекциялық е-ш-ды жадыда өзінің кэшімен басқару үшін қолданады. WІNDOWS NT-дің файлдық жүйелері және тарамдық сервистері бұл кэшті е-ш жүйесін көп қолданатын программалардың жауап қайтару уақытын қысқарту үшін көп талап етілетін мәліметтерді жадыда орналастыру үшін қолданады. Онда көптеген кэш жүйелері файлдарына бекітілген орын бөліп береді, NT кэші жадының көлеміне байланысты үлкейеді ал немесе кішірейеді. Ағым файлды қолданған немесе ашқан кезде аталмаған нысан секциясын және файлдың ішіне бейнелеу құру үшін файлдық жүйе кэш қадағалаушыға қарайды. Шақырылған программа файлды қолданған кезде үйлесті ауыспалы жады қадағалаушысы дисктен объект-секцияға және керісінше, басқылау кезінде қайтадан дискке қатынас құрып болып жатқандағы беттерді көшіреді. Басқылау әдісі автоматты түрде кэштің көлемін ұлғайтады, егер көп жады қатынасты және оны кішірейтеді, егер бос беттер керек болса. Үйлестіауыспалы жады қадағалаушысы беттерді басқылау жасау жүйесін қолдана отырып, кэш қадағалаушысы бұл жұмысының қосарландыруынан құтылады.

Енгізу-шығаруды өңдеу.

Е-ш сұранымдары өңдеудің бірнеше анық белгіленген этаптарынан өтеді. Бұд этаптар сұранымның бір қабатты драйверден өтумен құрылғыға ма, әлде бағытталғанына ма байланысты ажыратылады. Өңдеудің келесі өзгешелігі е-ш-дың берілген түрімен анықталады. Синхрондық немесе асинхрондық сұранымдардың көбі өз жолдарын бірдей бастайды.

Файлдық сипаттаманы ашқаннан кейін қолданба е-ш-ың кандайда бір процедурасын шақырып алады. Бұл процедура негізінен програмалау тілінін қітапханасымен немесе ортаның ішкі жүйесі мен келтіреді. Мысалы WІN 32 де программа құрауышы немесе C read (), ue APT WІN 32 READ Fіle () функциясын шақырта алады. Қай жағдайда болғанда да WІN 32 (ие DLL) ішкі жүйесі е-ш жүйесінің базалық фунциясын шақыртады. Ортаның ішкі жүйелері әртүрлі әдістермен фукциялық сипаттама көрсете алса да, қолданбалы режимдегі көптеген түсіндірмелері NT объектісінің сипаттамасында жатыр. NT- дағы файлдар объектілер е-ш ішкі жүйесі олармен жұмыс істеу үшін объектік сервистерді береді.

Енгізу - шығарудың бір қабатты драйверлерге сұранымы.

Е-ш диспетчерінің жұмысы е-ш-дың сұранымын алып сұранымды өңдеу үшін файлдың сипаттамасын қолдану және шақырылған программаға нәтижені қайтару болып табылады. NT-атқарушы жүйесінің е-ш сұранымының қалай өндейтінін көз алдымызға елестету үшін біз ІRP- пакетінін е- ш жүйесіне кіргеннен және шыққанға дейінгі жолды қарастырамыз. Төмендегі бірінші мысалда қолданушы режимінін программасы, мысалы ортаның ішкі жүйесі немесе DLL үзілу бойынша басқарылатын карапайым құрылғыға е-ш сұранымын береді. Құрылғы бір қабатты драйвермен бақыланады.

Синхрондық сұранымның өңделуі 3 этаптан өтеді:

1. Е-ш диспетчері е-ш операциясын қосатын драйверлерге ІRP формасында сұранымды жібереді.

2. Құрылғы операцияларының орындалуын анықтайды және драйвермен қызмет етілетін үзілуді басқарады.

3. Е-ш диспетчері сұранымды өңдеуді аяқтайды.

Келтірілген мысалдардың екіншісінде қолданушы режимінің программасы асинхрондың сұранымды береді.

Асинхрондық сұранымның өңделуі синхронды сұранымның өңделуінен негізінен бір ғана айырмашылығы бар. Асинхрондық шақыру жағдайында бір және екі қадамадардың арасына тағы біреуі қосылады, мұнда е-ш диспетчері шақырушы программаға басқаруды қайтарып береді. Соңғысы екі және үш қадамдар өңделгенше басқа әрекеттерді орындай береді, бірақ мәліметтерді беру қашан аяқталатынын білу үшін үшінші қадамның аяқталуының өзінің жұмысымен бірге синхрондау керек. Синхрондық сондай-ақ асинхрондық е-ш сұранымдарды өңдеудің үш қадамы толығымен келесі бөлімдерде жазылған.

Асинхронды е-ш-ды қолданудың ерекшелігі.

NT-е-ш сервистерін шақыру кезінде өңдеуші оларды асинхронды немесе синхронды түрде анықтау керек. Тез орындалатын немесе белгілі бір уақытта орындалатын операциялар үшін синхрондық е-ш, сондықтан мұндай сервистер үшін е-ш жүйесі тек ғана синхрондық жұмыс режимін береді. Асинхрондық е-ш көбірек өзгешеленеді, егер операцияның орындалу жүйесі үлкен және өте тұрақты емес болады. Мысалы каталогтағы файлдар саны оларды санағандағы уақытқа әсер етуі мүмкін. Сондықтан каталог файлдарын сұрау сервисі ештеңе жазылмағанда, асинхрондық болып табылады. Сол сияқты файлды оқу, жазу каталогтардың құрылымының өзгертілгенін тексеру және қай бір басқа сервистер. Асинхрондық е-ш программалаудың кішкене көбірек көлемін талап етеді, бұл бірақ е-ш-ды мықты бақылайды және өнімділікті потенциалды көтереді. Асинхрондық е-ш-ды қолданатын ағын мәліметтерді жіберу уақытында тұрып қалмайды. Бірақ ол берілетін мәліметтердің құрылымының берілуінің аяқталу кезін қолдануын синхрондауы қажет. Асинхрондық е-ш-ды орындай отырып қолданушы режимінің коды мұндай синхрондау үшін орындалушы жүйенің бір неше объектерінің біреуін қолдануы мүмкін. Файлдың объектілері синхрондауды қолдайды, сондықтан ең қарапайым тәсіл болып е-ш сұранымының берілгеннен кейін қандайда бір нүктеде файлдың сипаттамасында күту. Мәліметтерді жіберу аяқталғанда е-ш қадағалаушысы файлдық сипаттамасын "бос" күйіне орнатады, сөйтіп күтілген ағындардың орындалуы қалпына келеді.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.