Буферизация

Особенности передачи информации с помощью линий связи

Однонаправленные и двунаправленные связи между процессами

При прямой адресации только одно данное средство связи может быть задействовано для обмена данными между двумя процессами, и только эти два процесса могут быть ассоциированы с ним. При непрямой адресации может существовать более двух процессов, использующих один и тот же объект для данных, и более одного объекта может быть использовано двумя процессами.

Выделяют два вида связи:

- однонаправленную связь;

- двунаправленную связь.

При однонаправленной связью каждый процесс, ассоциированный с ней, может использовать средство связи либо только для приема информации, либо только для ее передачи. При двунаправленной связи каждый процесс, участвующий в общении, может использовать связь и для приема, и для передачи данных. В коммуникационных системах принято называть однонаправленную связь симплексной, двунаправленную связь с поочередной передачей информации в разных направлениях – полудуплексной, а двунаправленную связь с возможностью одновременной передачи информации в разных направлениях – дуплексной. Прямая и непрямая адресация не имеют непосредственного отношения к направленности связи.

Передача информации между процессами посредством линий связи является достаточно безопасной по сравнению с использованием разделяемой памяти и достаточно информативной по сравнению с сигнальными средствами коммуникации. Кроме того, разделяемая память не может быть использована для связи процессов, функционирующих на различных КС. Возможно, именно поэтому каналы связи получили наибольшее распространение среди других средств коммуникации процессов. С логической реализацией канальных средств коммуникации связаны буферизация, поток ввода/вывода и сообщения.

Линия связи сохраняет информацию, переданную одним процессом, до ее получения другим процессом в буфере. Выделим три варианта объемов буфера канала связи:

1. Буфер нулевой емкости или отсутствует. Никакая информация не может сохраняться на линии связи. В этом случае процесс, посылающий информацию, должен ожидать, пока процесс, принимающий информацию, не соблаговолит ее получить, прежде чем заниматься своими дальнейшими делами.

2. Буфер ограниченной емкости. Размер буфера равен n, то есть линия связи не может хранить до момента получения более чем n единиц информации. Если в момент передачи данных в буфере хватает места, то передающий процесс не должен ничего ожидать. Информация просто копируется в буфер. Если же в момент передачи данных буфер заполнен или места не достаточно, то необходимо задержать работу процесса отправителя до появления в буфере свободного пространства.

3. Буфер неограниченной емкости. Теоретически это возможно, но практически вряд ли реализуемо. Процесс, посылающий информацию, никогда не ждет окончания ее передачи и приема другим процессом.

При использовании канального средства связи с непрямой адресацией под емкостью буфера обычно понимается количество информации, которое может быть помещено в промежуточный объект для хранения данных.

2) Поток ввода/вывода и сообщения

Существует две модели передачи данных по каналам связи:

- поток ввода-вывода;

- сообщения.

При передаче данных с помощью потоковой модели, операции передачи/приема информации вообще не интересуются содержимым данных. Процесс, прочитавший 100 байт из линии связи, не знает и не может знать, были ли они переданы одновременно, т.е. одним куском, или порциями по 20 байт, пришли они от одного процесса или от разных процессов. Данные представляют собой простой поток байт, без какой-либо их интерпретации со стороны системы. Одним из наиболее простых способов передачи информации между процессами по линиям связи с помощью потоковой модели ввода/вывода является передача данных через pipe (канал). Процессы передают и принимают информацию из него. Информацией о расположении pipe в операционной системе обладает только процесс, создавший его. Этой информацией он может поделиться исключительно со своими наследниками – процессами-детьми и их потомками. Поэтому использовать pipe для связи между собой могут только родственные процессы, имеющие общего предка, создавшего этот канал связи. Если разрешить процессу, создавшему pipe, сообщать об его точном расположении в системе другим процессам, сделав вход и выход pipe каким-либо образом видимым для всех остальных, например, зарегистрировав его в операционной системе под определенным именем, получим объект, который принято называть именованный pipe. Именованный pipe может использоваться для связи между любыми процессами в системе.

В модели сообщений процессы налагают на передаваемые данные некоторую структуру. Весь поток информации они разделяют на отдельные сообщения, вводя между данными границы сообщений. Кроме того, к передаваемой информации может быть присоединены указания на то, кем конкретное сообщение было послано и для кого оно предназначено. Все сообщения могут иметь одинаковый фиксированный размер или могут быть переменной длины. В КС используются разнообразные средства связи для передачи сообщений: очереди сообщений, sockets (сокеты) и т.д.

И потоковые линии связи, и каналы сообщений могут иметь или не иметь буфер. Емкость буфера для потоков данных измеряется ее в байтах, а емкость буфера для сообщений измеряется в сообщениях.