3939

Блокові та символьні пристрої для введення-виведення

Практическая работа

Информатика, кибернетика и программирование

Блокові та символьні пристрої для введення-виведення Блокові і символьні пристрої Типовий приклад блокового пристрою - пристрій керування дисками. Він виконує команди виду: read, write, seek (прочитати, записати або знайти блок із заданим номером)...

Украинкский

2012-11-10

111 KB

8 чел.

Блокові та символьні пристрої для введення-виведення

Блокові і символьні пристрої

Типовий приклад блокового пристрою - пристрій керування дисками. Він виконує команди виду: read, write, seek (прочитати, записати або знайти блок із заданим номером). Пристрій може виконувати чисте введення-виведення або доступ до файлової системи. Є можливість доступу до файлу, псевдонімом в пам'ять.
Типові приклади символьних пристроїв - клавіатура, миша, послідовні порти. Такі пристрої виконують команди виду: get, put (вважати або записати символ). Бібліотеки верхнього рівня в операційній системі для символьних пристроїв допускають порядкове редагування по символьний введеної інформації.
Мережні пристрої суттєво відрізняються від блокових і символьних; мають свій власний інтерфейс і систему команд
Мережні пристрої і їх драйвери в ОС підтримують традиційні або специфічні мережеві протоколи і способи передачі інформації через мережу. Наприклад, ОС UNIX та Windows NT / 9x / 2000 підтримують сокет-інтерфейс. Мережний пристрій відокремлює мережевий протокол від мережевий операції. Команди мережевих пристроїв включають функцію select - вибір мережевого пакета. Мережні пристрої різні за підходами до реалізації (конвеєри, pipes, FIFO, потоки, черги, поштові скриньки). У типовій конфігурації настільного або портативного комп'ютера присутні наступні мережні пристрої:
• мережевий адаптер локальної мережі (Ethernet), що має роз'єм типу RJ45 для підключення мережевого кабелю twisted pair (кручена пара) або BNC (коаксіального);
• пристрій для підключення до бездротової мережі типу IEEE.802.11x (Wi-Fi);
• пристрій для підключення до локальної мережі IEEE 1394 (FireWire) для передачі цифрового відео;
• вже трохи застарілий, але до цих пір використовується в комп'ютерах спосіб під'єднання до мережі Інтернет - вбудований модем для передачі інформації по телефонній лінії (dial-up) зі швидкістю максимум порядку 5-6 кілобайт в секунду.
Пристрої FireWire, мабуть, із-за особливої важливості передачі мультимедійної інформації, в сучасних комп'ютерах розташовуються на материнській платі. У специфікації комп'ютера це зазвичай вказується абревіатурою типу FireWire on board (на борту).
Операційні системи підтримують для користувачів більш високорівневу концепцію мережевого з'єднання (network connection), що включає інформацію про мережному пристрої, за допомогою якого дане з'єднання здійснюється.

Блокуємий(синхронний) і не блокуємий (асинхронний) ввід-вивід 
Для оптимізації введення-виведення в системі підтримується, крім традиційного синхронного (блокується), також асинхронне введення-виведення.
Блокуєме, введення-виведення засноване на простій, інтуїтивно зрозумілій парадигмі: процес затримується, поки введення-виведення не закінчиться. Він більш простий для використання та розуміння, але в силу своєї недостатньої ефективності, недостатній для деяких застосувань. Для оптимізації введення-виведення повернення з системного виклику для введення-виведення може відбуватись у міру доступності інформації. Застосовується інтерфейс користувача для копіювання даних (буферизація). Введення-виведення також частково реалізується за допомогою багатопоточності (multi-threading): введення-виведення виділяється в окремий потік. З системних викликів для введення-виведення передбачений швидке повернення з видачею в якості результату числа байтів, фактично прочитаного чи записаного.
Асинхронне введення-виведення ґрунтується на іншій парадигмі: процес виконується одночасно з виконанням введення-виведення. Внаслідок цього, він більш складний у використанні. Після завершення асинхронного введення-виведення підсистема вводу-виводу генерує сигнал (виключення) у процесі, що його використовує. Програмування асинхронного введення-виведення засноване на використанні пари операцій типу почати асинхронний ввід-вивід і закінчити асинхронний ввід-вивід (почекати його результатів). Така схема загрожує помилками, так як програмістам властиво забувати завершальні дії, парні ініціалізуємим, якщо середовище розробки йому про це не нагадує. Однак саме асинхронний ввід-вивід забезпечує найбільшу ефективність.

Продуктивність введення-виведення
Введення-виведення - важливий фактор в продуктивності системи. Є декілька чинників, що визначають, наскільки введення-виведення критичний по ефективності в системі:
• Введення-виведення вимагає від процесора виконання драйвера пристрою - коду рівня ядра ОС;
• Необхідно виконувати контекстні перемикання, пов'язані з перериваннями;
• Необхідно виконувати копіювання даних.
Особливо напруженим в будь-якій комп'ютерній системі є мережевий трафік, так як його швидкість фактично визначає швидкість і продуктивність роботи всієї розподіленої системи (наприклад, роботи з віддаленими файловими системами), а також швидкість отримання інформації з Інтернету або корпоративної мережі.
На рис. 1 зображено детальна схема взаємодії комп'ютерів при наборі символьної інформації та передачі її через мережу. Схема дає уявлення про складність взаємодії, діях апаратури та програмного забезпечення,що  виконуються для кожного набраного і переданого символу, кількості переривань, їх обробок та відповідних контекстних перемикань.
 
Рис. 1. Cхема взаємодії комп'ютерів при наборі символьної інформації та передачі її через мережу.

Контрольні питання:
1. Вкажіть різницю між блоковими та символьними пристроями.

2 . Наведіть приклади мережевих пристроїв.

3. Що таке буферізація?

4. Поясніть принцип синхронного та асинхронного введення-виведення.

5. Наведіть приклади пристроїв синхронного та асинхронного вводу-виводу.

6. Згідно схеми взаємодії комп'ютерів при наборі символьної інформації та передачі її через мережу наведіть приклад передачі власного повідомлення, яке повинно складатись  одного речення (на вибір) та проходити всі етапи пердачі.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

69104. Ініціалізація графічного режиму 52 KB
  Відеоадаптер персонального комп’ютера може працювати в одному із двох режимів - текстовому або графічному. У текстовому режимі на екрані дисплея відображаються лише символи. У графічному режимі мінімальним елементом зображення на екрані дисплея є піксел, або графічна точка.
69105. Графічні процедури й функції 80 KB
  Використання інших кольорових відтінків вимагає доволі складної техніки керування кольоровими палітрами, але її розгляд не належить до кола завдань даного підручника. Синтаксис процедур і функцій, що встановлюють кольори ліній і фону, наведено в табл. 5.1. Зазначимо, що установка кольору впливає...
69106. Побудова графіків функцій. Претворення координат і об’єктів 63 KB
  Для зображення графіка слід перевести логічні координати його точок у їх екранні еквіваленти. 3 урахуванням того що центр логічної системи координат збігається із центром екрана а також того що напрям екранної вісі ординат є зворотним до напряму логічної вісі ординат отримаемо таку формулу...
69107. Анімаційні ефекти 46.5 KB
  Найпростіший спосіб реалізації цього ефекту полягає в тому щоб намалювати зображення певним кольором а потім приховати його шляхом повторного малювання в тих самих графічних координатах кольором фону. Наступного разу зображення відтворюється вже в нових координатах.
69108. Фрактальні зображення 49.5 KB
  Залежно від початкових умов функція що описує таку систему перетворень може наблизитися до нескінченності збігтися до певного скінченного числа числового діапазону або нескінченно варіюватися у певному діапазоні. Множина Мандельброта визначається таким рівнянням...
69109. Теорія і методи структурного програмування 143 KB
  Згодом вона поділяється на підпрограми які декомпонуються на підмодулі наступного рівня. Під час низхідного проектування програми на верхніх рівнях абстракції деталі приховують а на нижніх рівнях вони описуються конкретною мовою програмування.
69110. Використання модулів у Borland Pascal 7.0. Структура модуля 55 KB
  Структура модуля. Структура модуля 3. До складу модуля можна включати оголошення констант типів змінних а також оголошення і реалізацію процедур і функцій. Структура модуля Модуль складається із заголовка інтерфейсної реалізаційної й ініціалізаційної частин.
69111. Основні концепції об’єктно-орієнтованої методології програмування. Базові поняття об’єктна-орієнтованого програмування. Класи і об’єкти в мові Pascal 79.5 KB
  Методологія об’єктно-орієнтованого програмування виникла як результат природної еволюції мов структурного програмування. 3 погляду цієї методології програма є сукупністю об’єктів, кожен об’єкт є екземпляром певного класу, а класи утворюють ієрархію успадкування
69112. Одномірні масиви. Поняття масиву та його властивості. Базові операції обробки одновимірних масивів 214.5 KB
  Характерною ознакою простих типів даних є те, що вони атомарні, тобто не містять як складові елементи дані інших типів. Типи даних, що не эадовольняють зазначеній властивості, називаються структурованими. У мові Раsсаl означено такі структуровані типии: масиви, рядки, множини, записи та файли.