Использование команд ввода/вывода в пользовательском режиме вызывает исключение (прерывание) и управление передается ОС.
Оперативная память
Центральный процессор или процессор ввода/вывода
Устройство управления устройством ввода/вывода
Устройство ввода/вывода
Сигнал готовности
Команда ввода/вывода
Данные

Пусть для простоты управление вводом/выводом осуществляет центральный процессор (в этом случае часто говорят о наличии программного канала обмена данными между внешними устройством и оперативной памятью, в отличие от канала прямого доступа к памяти, при котором управление вводом/выводом осуществляет специальное дополнительное оборудование). Центральный процессор посылает устройству управления команду выполнить некоторое действие устройству ввода/вывода. Последнее исполняет

Управление вводом-выводом

Одной из главных функций ОС является управление всеми устройствами ввода-выводаВМ. ОС должна передавать устройствам команды, перехватывать прерывания и обрабатывать ошибки; она также должна обеспечивать интерфейс между устройствами и остальной частью машины. В целях развития интерфейс должен быть одинаковым для всех типов устройств (принцип независимости от устройств).

Устройства ввода-вывода делятся на два типа: блок-ориентированные устройства и байт-ориентированные устройства.

Блок-ориентированные устройства ввода-вывода хранят информацию в блоках фиксированного размера, каждый из которых имеет свой собственный адрес. Самое распространенное блок-ориентированное устройство – диск.

Байт-ориентированные устройства ввода-выводане адресуемы и не позволяют производить операцию поиска, они генерируют или потребляют последовательность байтов. Примерами являются мониторы, принтеры, сетевые адаптеры. Однако некоторые внешние устройства не относятся ни к одному классу, например, часы, которые, с одной стороны, не адресуемы, а с другой стороны, не порождают потока байтов. Это устройство только выдает сигнал прерывания в некоторые моменты времени.

Любое внешнее устройство обычно состоит из механического и электронного компонента. Электронный компонент называют контроллером устройства или адаптером. Механический компонент представляет собственно устройство. Некоторые контроллеры могут управлять несколькими устройствами. Если интерфейс между контроллером и устройством стандартизован, то независимые производители могут выпускать совместимые как контроллеры, так и устройства.

Вы сталкивались с нарушением прав со стороны работодателей?
ДаНет, никогда

ОС обычно имеет дело не с устройством, а с его контроллером. Контроллер, как правило, выполняет простые функции, например, преобразует поток бит в блоки (состоящие из байт), осуществляют контроль и исправление ошибок. Каждый контроллер имеет несколько регистров, которые используются для взаимодействия с центральным процессором. В некоторых ВМ эти регистры являются частью физического адресного пространства. В таких ВМ нет специальных операций ввода-вывода. В других машинах адреса регистров ввода-вывода, называемых часто портами, образуют собственное адресное пространство за счет введения специальных операций ввода-вывода.

ОС выполняет ввод-вывод, записывая команды в регистры контроллера. Когда команда принята, процессор оставляет контроллер и занимается другой работой. При завершении команды контроллер организует прерывание для того, чтобы передать управление процессором операционной системе, которая должна проверить результаты операции. Процессор получает результаты и статус устройства, читая информацию из регистров контроллера.

Основная идея организации программного обеспечения ввода-вывода состоит в разбиении его на несколько уровней, причем нижние уровни обеспечивают экранирование особенностей аппаратуры от верхних, а те, в свою очередь, обеспечивают удобный интерфейс для пользователей. Ключевым принципом является независимость от устройств ввода-вывода. Вид программы не должен зависеть от того, читает ли она данные с гибкого диска или с жесткого диска.

Очень близкой к идее независимости от устройств является идея единообразного именования, то есть для именования устройств должны быть приняты единые правила.

Другим важным вопросом для программного обеспечения ввода-вывода является обработка ошибок. В лучшем случае ошибки следует обрабатывать как можно ближе к аппаратуре. Если контроллер обнаруживает ошибку чтения, то он должен попытаться ее скорректировать. Если же это ему не удается, то исправлением ошибок должен заняться драйвер устройства. Многие ошибки могут исчезать при повторных попытках выполнения операций ввода-вывода, например, ошибки, вызванные наличием пылинок на головках чтения или на диске. И только если нижний уровень не может справиться с ошибкой, он сообщает об ошибке верхнему уровню.

баннер

А8. Тип принтеров, при котором изображение создается путем механического давления на бумагу через ленту с красителем. Применяются либо шаблоны символов или иголки, конструктивно объединенные в матрицы.

Тест по информатике «Ввод и обработка цифровой информации»
тест по информатике и икт (11 класс) на тему

А8. Устройство для вывода текстовой и графической информации на различные твердые носители

А11. Дано: а = ЕА 16 , b=3548. Какое из чисел С, записанных в двоичной системе счисления, удовлетворяет неравенству a

А12. Считая, что каждый символ кодируется одним байтом, определите, чему равен информационный объем следующего высказывания Жан-Жака Руссо:
Тысячи путей ведут к заблуждению, к истине – только один.

А13. В кодировке Unicode на каждый символ отводится два байта. Определите информационный объем слова из двадцати четырех символов в этой кодировке.

А14. Метеорологическая станция ведет наблюдение за влажностью воздуха. Результатом одного измерения является целое число от 0 до 100 процентов, которое записывается при помощи минимально возможного количества бит. Станция сделала 80 измерений. Определите информационный объем результатов наблюдений.

А15. Вычислите сумму чисел x и y, при x = A6 16 , y = 75 8 . Результат представьте в двоичной системе счисления.

А16. Для какого имени истинно высказывание:
¬(Первая буква имени гласная → Четвертая буква имени согласная)?

А17. Символом F обозначено одно из указанных ниже логических выражений от трех аргументов: X, Y, Z. Дан фрагмент таблицы истинности выражения F (см. таблицу). Какое выражение соответствует F?

А20. Определите значение переменной c после выполнения следующего фрагмента программы.

B1. Что из перечисленного ниже относится к устройствам вывода информации с компьютера? В ответе укажите буквы.

В3. Какое количество бит содержит слово «информатика». В ответе записать только число.

4. Символы, которые используются в арифметических выражениях для изменения порядка действий.

А8. Тип принтеров, при котором изображение создается путем механического давления на бумагу через ленту с красителем. Применяются либо шаблоны символов или иголки, конструктивно объединенные в матрицы.

А11. Дано: а = Е71 6 , b = 351 8 . Какое из чисел С, записанных в двоичной системе счисления, удовлетворяет неравенству a

А12. Считая, что каждый символ кодируется одним байтом, определите, чему равен информационный объем следующего высказывания Алексея Толстого:
Не ошибается тот, кто ничего не делает, хотя это и есть его основная ошибка.

А13. Считая, что каждый символ кодируется 16-ю битами, оцените информационный объем следующей пушкинской фразы в кодировке Unicode:
Привычка свыше нам дана: Замена счастию она.

А14. В велокроссе участвуют 678 спортсменов. Специальное устройство регистрирует прохождение каждым из участников промежуточного финиша, записывая его номер с использованием минимально возможного количества бит, одинакового для каждого спортсмена. Каков информационный объем сообщения, записанного устройством, после того как промежуточный финиш прошли 200 велосипедистов?

А15. Значение выражения 101 6 + 10 8 * 10 2 в двоичной системе счисления равно

А16. Для какого символьного выражения неверно высказывание:
Первая буква гласная → ¬ (Третья буква согласная)?

А17. Символом F обозначено одно из указанных ниже логических выражений от трех аргументов: X, Y, Z. Дан фрагмент таблицы истинности выражения F (см. таблицу). Какое выражение соответствует F?

Организация программного обеспечения ввода-вывода
Последняя проблема состоит в том, что одни устройства являются разделяемыми, а другие — выделенными. Диски — это разделяемые устройства, так как одновременный доступ нескольких пользователей к диску не представляет собой проблему. Принтеры — это выделенные устройства, потому что нельзя смешивать строчки, печатаемые различными пользователями. Наличие выделенных устройств создает для операционной системы некоторые проблемы.
6. Запустить процедуру обработки прерываний. Она извлечет информацию из регистров контроллера устройства, инициировавшего прерывание.

Операция ввода-вывода может выполнятся по отношению к модулю, запросившему операцию, синхронно и асинхронно, т.е. с ожиданием завершения операции или без ее ожидания.

Системные вызовы ввода-вывода из пользовательского процесса выполняются чаще как синхронные, в связи с тем, что такие операции выполняются долго и потоку все равно придется ждать результата

При микроядерной архитектуре прикладной процесс может запросить и асинхронную операцию ввода-вывода.

Внутренние же вызовы ядра обычно выполняются асинхронно, для свободы дальнейшего поведения ОС

🟠 Введите свои вопросы в форму для бесплатной консультации

Оцените, пожалуйста, публикацию:
Загрузка...

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *