Тема 3 Функции, структура, алгоритм работы менеджера ввода-вывода. Организация защиты ввода-вывода.

План практического занятия

1. Функции, структура, алгоритм работы менеджера ввода-вывода.

2. Организация защиты ввода-вывода.

1. Функции, структура, алгоритм работы менеджера ввода-вывода.

Диспетчер ввода-вывода (I/O manager) определяет модель доставки запросов на ввод-вывод драйверам устройств. Подсистема ввода-вывода управляется пакетами. Большинство запросов ввода-вывода представляется пакетами запросов ввода-вывода (I/O request packets, IRP), передаваемых от одного компонента подсистемы ввода-вывода другому. (Как вы еще убедитесь, исключением является быстрый ввод-вывод, при котором IRP не используются.) Подсистема ввода-вывода позволяет индивидуальному потоку приложения управлять сразу несколькими запросами на ввод-вывод. IRP — это структура данных, которая содержит информацию, полностью описывающую запрос ввода-вывода.

Диспетчер ввода-вывода создает IRP (представляющий операцию ввода-вывода), передает указатель на IRP соответствующему драйверу и удаляет пакет по завершении операции ввода-вывода. Драйвер, получивший IRP, выполняет указанную в пакете операцию и возвращает IRP диспетчеру ввода-вывода, чтобы тот либо завершил эту операцию, либо передал пакет другому драйверу для дальнейшей обработки.

Диспетчер ввода-вывода не только создает и уничтожает IRP, но и содержит общий для различных драйверов код, который они используют при обработке ввода-вывода. Благодаря этому драйверы стали проще и компактнее.

Диспетчер ввода-вывода также предоставляет гибкие сервисы ввода-вывода, на основе которых подсистемы окружения реализуют свои функции. В их число входят сервисы асинхронного ввода-вывода, которые дают возможность разработчикам создавать высокопроизводительные масштабируемые серверные приложения.

Унифицированный модульный интерфейс драйверов позволяет диспетчеру ввода-вывода вызывать любой драйвер, ничего не зная о его структуре и внутреннем устройстве. Операционная система обрабатывает запросы на ввод-вывод так, будто они адресованы файлам; драйвер преобразует запросы к виртуальному файлу в запросы, специфичные для устройства.

Кроме обычных функций для открытия, закрытия, чтения и записи подсистема ввода-вывода Windows предоставляет ряд дополнительных функций, например для асинхронного, прямого и буферизованного ввода-вывода, а также для ввода-вывода по механизму «scatter/gather».

2. Организация защиты ввода-вывода.

Управление вводом/выводом осуществляется операционной системой, компонентом, который чаще .всего называют супервизором ввода/вывода. В перечень основных задач, возлагаемых на супервизор, входят следующие:

• супервизор ввода/вывода получает запросы па ввод/вывод от прикладных задач и от программных модулей самой операционной системы.;

• супервизор ввода/вывода вызывает соответствующие распределители каналов и контроллеров, планирует ввод/вывод;

• супервизор ввода/вывода инициирует операции ввода/вывода;

• супервизор ввода/вывода осуществляет передачу сообщений об ошибках, если таковые происходят в процессе управления операциями ввода/вывода;

• супервизор ввода/вывода посылает сообщения о завершении операции в да/вывода, запросившему эту операцию процессу и снимает его с состояние ожидания ввода/вывода, если процесс ожидал завершения операции.

Контрольные задания для СРС (тема 3) [(1;566-638),(4;253-333)]

1. Взаимоблокировки операций ввода/вывода.

2. Многослойная структура подсистемы ввода/вывода.

Рекомендуемая литература

1. Руссинович М., Соломон Д. Внутреннее устройство Microsoft Windows

2. Столингс Операционные системы

3. Гордеев А.В, Молчанов А.Ю. Системное программное обеспечение.

4. Олифер В.Г.,Олифер Н.А. Сетевые ОС