Обобщенная структура подсистемы ввода-вывода

Основные проблемы организации программного обеспечения ввода-вывода

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.

- Независимость от устройств. Вид программы не должен зависеть от того, чита­ет ли она данные с гибкого диска или с жесткого диска.

- Обработка ошибок. Вообще говоря, ошибки следует обрабатывать как можно бли­же к аппаратуре. Нижний уровень должен сообщать об ошибке верхнему, только если он не может справиться с ошибкой.

Например, 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.

- Использование блокирующих (синхронных) и неблокирующих (асинхронных) пе­редач. Большинство операций физического ввода-вывода выполняется асинхронно - процессор начинает передачу и переходит на другую работу, пока не наступает пре­рывание. Напротив, пользовательские программы намного легче писать, если опера­ции ввода-вывода синхронны - после команды READ программа автоматически при­останавливается до тех пор, пока данные не попадут в буфер программы. Компро­мисс заключается в том, что ОС выполняет операции ввода-вывода асинхронно, но представляет их для пользовательских программ в синхронной форме.

- Разделяемость устройств. Одни устройства являются разделяемыми, а другие - вы­деленными (неразделяемыми). 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.