28. Структура системы ввода-вывода. Классификация устройств.

Линия – электрическое соединение.

Шина – набор линий объединенных общим смыслам.

Разрядность шины – количество входящих линий.

Выделяют шины:

4. Шина адреса. Используется для указания номера ячейки памяти или порта ввода вывода, с которым производится обмен данными процесса.

5. Шина данных. Используется для передачи данных от процессора в ячейку памяти или порт ввода вывода или наоборот.

6. Шина управления. Используется для указания режима работы (чтения или записи) и источника или получателя данных (память или порты ввода вывода.

Шина данных , шина адреса и шина управления формируют центральную магистраль компьютера.

Порт ввода вывода – это точка подключения центральной магистрали к устройству ввода вывода. Адресное пространство портов ввода вывода – это множество номеров подключенных к системе или центральной магистрали устройств ввода вывода.

При записи в память, процессор устанавливает на шине адреса. Адрес нужной ячейки, на шине данных значение, которое должно быть записано, на шине управления – режим работы запись в память. Микросхема памяти, увидев этот режим на шине управления, заносит значение с шины данных в ячейку, указанную в шине адреса.

Запись в порт ввода вывода происходит аналогично, но на шине управления указывается режим записи на устройство ввода вывода; Сам процесс вывода устройства будет длительным и начнется после передачи процессором нескольких значений в порт ввода вывода.

DMA – Прямой доступ к памяти. Несколько каналов DMA , т.е. электрических соединений между устройствами ввода вывода и памятью позволяют производить обмен данными между памятью и устройством ввода вывода напрямую без непосредственного участи процессора.

Контроллер – это аппаратное устройство, которое обеспечивает стандартизированный интерфейс подключения устройства ввода вывода к аппаратной части компьютера и непосредственно управляется работой данного устройства ввода вывода.

Контроллер включает в себя порты ввода, вывода, управления. Каждый из них может иметь свой номер, либо все могут адресоваться под одним номером и различаться в зависимости от режима работы на шине управления.

Драйвер—программа, которая обеспечивает стандартизированный интерфейс подключения устройства к ОС на программном уровне.

Контроллер и драйвер разрабатываются производителем ус-в в/в для конкретных ОС, обеспечивают реализацию принципа независимости программ от внешних ус-в.

BIOS—базовая подсистема в\в—программно-аппаратная часть, отвечающая за взаимодействие ОС с драйверами ус-в в\в. Биос обеспечивает такие ф-ции:

4. Буферизация и кэширование

5. Спулинг spooling—очередь в\в

6. Обработка ошибок и исключений

Классификация ус-в в\в:

5. Монопольного владения и разделяемые ус-ва

6. Символьные и блочные—символьные передают за один цикл один байт, блочные—несколько

7. Ус-во ввода и ус-во вывода и ус-во в\в

8. Сетевые ус-ва

29. Сетевые операционные системы

Сетевые ОС делятся на:

1. Сетевые ОС.

2. Распределенные ОС.

Сетевые ОС –это:

1. Набор ОС отдельных компьютеров.

2. ОС отдельного компьютера предоставляющая возможность работы в сети.

Сетевая функциональность может быть глубоко интегрирована в ОС. Может поставляться в качестве оболочки ОС. Может в виде отдельного продукта.

Функциональные компоненты:

1. Средства управления локальными ресурсами – реализует функции ОС для автономного компьютера.

2. Сетевые средства делятся на:

   1. Серверная часть ОС. Средства для предоставления услуг общего пользования.

   2. Клиентская часть ОС. Обеспечивает возможности запроса доступа к удаленным услугам и ресурсам. Обеспечивает распознавание запросов удаленным ресурсам в отличие от локальных, перенаправление запроса к удаленной машине и преобразование запроса из локальной формы в форму определенную удаленной машиной.

   3. Транспортные средства ОС. Обеспечивают передачу сообщений между компьютерами, фрагментацию сообщений, переименование имен и адресов, надежную доставку, определение маршрута и т.д. Транспортная часть обеспечивает реализация протоколов взаимодействия.

Распределенная ОС. Представляет сеть в виде единой виртуальной машины, распределяет процессы, услуги, ресурсы, по узлам сети таким образом, что для пользователя неизвестно, на каком компьютере выполняется его задания и хранятся его данные. Сетевая служба – это совокупность серверной и клиентской частей ОС, предоставляющих доступ к конкретному типу ресурсов. Услуги , которые предоставляет сетевая служба называется сетевым сервисом. Выделяют:

1. Службы ориентированные на пользователя.

2. Ориентированные на администратора.

Административные службы включают: служба каталогов, службы безопасности, службы мониторинга, службы резервного копирования и архивации.

Сети бывают двух типов:

Одноранговые – локальные вычислительные сети, узлы которой не отличаются друг от друга по функциональной роли в этой сети. Если узел сети предназначен для решения только конкретной задачи в рамках этой сети, то он не является одноранговым узлом, а называется выделенным сервером. Такая сеть называется сетью с выделенными серверами. ОС подразделяются на:

1. Сетевые оболочки:

   1. Серверные

   2. Клиентские

Одноранговые и серверные сетевые ОС.

Компьютер в сети может выступать в 3-х ролях:

1. В роли выделенного сервера обеспечивает исключительно запросы др. пользователей.

2. В роли клиентского узла. Обращается с запросами к др. машинам.

3. Одноранговый узел , т.е. компьютер совмещает функции клиента и сервера.

Серверная ОС отличается там, что поддерживает большое кол-во одновременных сетевых соединений и процессов, содержит большое количество средств администрирования, имеет большую производительность и не содержит продвинутых интерфейсов.