26. Понятие ввода/вывода. Основные задачи супервизора ввода/вывода.

Программирование задач управления вводом/выводом является наиболее сложным, требующим высокой квалификации, поэтому подпрограммы ввода/вывода:

• оформляли в виде системных библиотечных процедур;

• включили в операционную систему, чтобы не включать этот код в каждую программу, а только оформить обращение к нему.

Главный принцип ввода/вывода – любые операции по управлению вводом/выводом объявляются привилегированными и могут выполняться только самой ОС. Для обеспечения этого принципа в большинстве процессоров вводятся два режима:

1. режим пользователя, выполнение команд ввода/вывода запрещено;

2. режим супервизора, выполнение команд ввода/вывода разрешено.

Компонента ОС, выполняющая ввод/вывод называется супервизором ввода/вывода. Основные задачи супервизора следующие:

• получение, проверка на корректность и выполнение запросов на ввод/вывод от прикладных задач и от модулей самой системы.

• планирование ввода/вывода: выполнение или постановка в очередь, т.е. супервизор ввода/вывода определяет очередность предоставления устройств ввода/вывода задачам, затребовавшим их;

• инициирование ввода/вывода. Т.е. супервизор ввода/вывода передаёт управление соответствующим драйверам и в случае управления вводом/выводом с использованием прерываний предоставляет процессор диспетчеру задач с тем, чтобы передать его первой задаче, стоящей в очерёди на выполнение;

• при получении сигналов прерывания передача управления соответствующей программе обработки прерывания;

• передача сообщений об ошибках, если они появляются;

• передача сигнала о завершении операции ввода/вывода, т.е. супервизор ввода/вывода посылает сообщения о завершении операции ввода/вывода запросившему эту операцию процессу и снимает его с состояния ожидания ввода/вывода, если процесс ожидал завершения операции.

27. Режимы ввода/вывода, их характеристика.

Имеются два основных режима ввода/вывода:

• режим обмена с опросом готовности;

драйвер, управляющий процессом обмена данными с внешним устройством, выполняет в цикле команду «поверить готовность устройства». Центральный процессор в таком режиме используется нерационально.

• режим обмена с прерываниями.

по своей сути является режимом асинхронного управления. Для того чтобы не потерять связь с устройством (после того как процессор выдал очередную команду по управлению обменом данными и переключился на выполнение других программ), может быть запущен отсчёт времени, в течение которого устройство обязательно должно выполнить команду и выдать таки сигнал запроса на прерывание.

28. Процесс управления вводом/выводом.

29. Понятие микроядерной операционной системы.

Микроядро – это минимальная стержневая часть операционной системы, служащая основой модульных и переносимых расширений.

Основная идея, заложенная в технологию микроядра, заключается в том, чтобы конструировать необходимую среду верхнего уровня, из которой можно легко получить доступ ко всем функциональным возможностям уровня аппаратного обеспечения. При такой структуре ядро служит стартовой точкой для создания системы. В микроядре содержится и исполняется минимальное количество кода, необходимое для реализации основных системных вызовов. В результате микроядро обеспечивает только пять различных типов сервисов:

• управление виртуальной памятью;

• задания и потоки;

• межпроцессные коммуникации (IPC¹);

• управление поддержкой ввода/вывода и прерываниями;

• сервисы набора процессора.