Ход лекции

Лекция № 14

Тема. Завдання ОС з управління файлами та пристроями. Організація паралельної роботи пристроїв введення-виведення і процесора. Узгодження швидкостей обміну і кешування даних.

Цель.

1. Учебная. Объяснить структуру страничной памяти и распределении адресного пространства.

2. Развивающая. Развивать логическое мышление и естественное - научное мировоззрение.

3. Воспитательная. Воспитывать интерес к научным достижением и открытием.

Межпредметные связи:

· Обеспечивающие: информатика, математика, вычислительная техника и МП, системы программирования.

· Обеспечиваемые: Стажерская практика

Методическое обеспечение и оборудование:

1. Методическая разработка к занятию.

2. Учебный план.

3. Учебная программа

4. Рабочая программа.

5. Инструктаж по технике безопасности.

Технические средства обучения: персональный компьютер.

Обеспечение рабочих мест:

· Рабочие тетради

Ход лекции.

Одной из главных задач ОС является обеспечение обмена данными между прило­жениями и периферийными устройствами компьютера. Собственно ради вы­полнения этой задачи и были разработаны первые системные программы, послу­жившие прототипами операционных систем. В современной ОС функции обмена данными с периферийными устройствами выполняет подсистема ввода-вывода. Клиентами этой подсистемы являются не только пользователи и приложения, но и некоторые компоненты самой ОС, которым требуется получение системных данных или их вывод, например подсистеме управления процессами при смене активного процесса необходимо записать на диск контекст приостанавливаемого процесса и считать с диска контекст активизируемого процесса.

Основными компонентами подсистемы ввода-вывода являются драйверы, управ­ляющие внешними устройствами, и файловая система. К подсистеме ввода-выво­да можно также с некоторой долей условности отнести и диспетчер прерываний. Условность заключается в том, что диспетчер прерываний обслуживает не только модули подсистемы ввода-вывода, но и другие модули ОС, в частности такой важный модуль, как планировщик/диспетчер потоков. Но из-за того, что планирование работ подсистемы ввода-вывода составляет основную долю нагрузки диспетчера прерываний, его вполне логично рассматривать как ее составную часть (к тому же первопричиной появления в компьютерах системы прерываний были в свое время именно операции с устройствами ввода-вывода).

Файловая система активно использует части подсистемы вода - вывода, модель файла лежит в основе большинства механиз­мов доступа к устройствам, используемых в современной подсистеме ввода-вывода.

Задачи ОС по управлению файлами и устройствами:

Подсистема ввода-вывода (Input-Output Subsystem) мультипрограммной ОС при обмене данными с внешними устройствами компьютера должна решать ряд об­щих задач, из которых наиболее важными являются следующие:

□ организация параллельной работы устройств ввода-вывода и процессора;

□ согласование скоростей обмена и кэширование данных;

□ разделение устройств и данных между процессами;

□ обеспечение удобного логического интерфейса между устройствами и остальной частью системы;

□ поддержка широкого спектра драйверов с возможностью простого включения в систему нового драйвера;

□ динамическая загрузка и выгрузка драйверов;

□ поддержка нескольких файловых систем;

□ поддержка синхронных и асинхронных операций ввода-вывода.