Chương 2: Quản lý xuất nhập pdf

1 Chương 2: Quảnlýxuấtnhập  Nhiệmvụ củabộ phậnquảnlýxuấtnhập  Các thiếtbị xuấtnhập  Mô hình phân lớp trong quảnlýxuấtnhập  Bộđiều khiểnthiếtbị (device controller)  Trình điềukhiểnthiếtbị (device driver)  Cơ chế DMA  Quảnlýlỗivàbảovệ quá trình xuấtnhập 2 Nhiệmvụ  Mụctiêucủabộ phậnquảnlýxuấtnhập  Giớithiệulớptrừutượng và độclậpthiếtbị  Che giấu các chi tiếtkỹ thuậtcủa các thiếtbị phầncứng.  Quảnlývàsửalỗi.  Làm cho các thiếtbị phầncứng đơngiảnvàdễ dùng.  Cho phép chia sẻ các thiếtbị phầncứng  Xây dựng các cơ chế bảovệ các thiếtbịđượcchiasẻ.  Điềuphốithiếtbịđểphụcvụ cho cùng lúc nhiều nhu cầusử dụng. 3 Ví dụ về các thiếtbị xuấtnhập  Các thiếtbị giao tiếp:  Các thiếtbị chỉ nhập: bànphím, chuột, joystick…  Các thiếtbị chỉ xuất : màn hình, máy in  Các thiếtbị vừanhậpvừaxuất: card mạng.  Các thiếtbị lưutrữ  Thiếtbị vừaxuất, vừanhập: đĩa(cứng/mềm), băng từ  Thiếtbị chỉ xuất: CD-ROM. 4 Phân loạicácthiếtbị nhậpxuất  Phân loạitheomục đích sử dụng:  Các thiếtbị giao tiếp:  Các thiếtbị chỉ nhập: bànphím, chuột, joystick…  Các thiếtbị chỉ xuất : màn hình, máy in  Các thiếtbị vừanhậpvừaxuất: card mạng.  Các thiếtbị lưutrữ  Thiếtbị vừaxuất, vừanhập: đĩa(cứng/mềm), băng từ  Thiếtbị chỉ xuất: CD-ROM  Phân loạitheophương pháp truy xuất:  Thiếtbị khối:  Tổ chứctheotừng khối riêng biệtvàtruyxuấtngẫunhiên.  Thiếtbị tuầntự  Gởinhận theo chuỗibítvàphảitruyxuấttuầntự. 5 Phân loại các thiếtbị nhậpxuất (tt)  HĐH phải gom nhóm các thiếtbị khác nhau thành những nhóm cơ bản để dễ dàng quảnlý:  Storage  Hard drives, Tapes, CDROM  Networking  Ethernet, radio, serial line  Multimedia  DVD, Camera, microphones  HĐH phảicungcấpcácphương thứcnhấtquánđể truy cập các nhóm đốitượng trên. Nếu không, lậptrìnhsẽ rất khó khăn 6 Các phương thứctruycậpIO  Sử dụng chung thư việngiaotiếpchonhiềuthiếtbị khác nhau  Ví dụ , với HĐH Unix, sử dụng 4 phương thức chính:  open()  close()  read()  write()  Các phương thức này là các system calls đượccungcấp bởi HĐH để chophépcácứng dụng chúng tương tác với các thiếtbị xuấtnhập. 7 Các phương thứcIO củaUnix  fileHandle = open(pathName, flags, mode)  filehandle: là mộtsố nguyên, dùng để thao tác vớitập tin hay thiếtbị  pathname: tên trong hệ thống file. Trong Unix, các thiếtbịđặt dướithư mục/dev.  E.g. /dev/ttya là serial port đầu tiên, /dev/sda: là SCSI drive đầu tiên  flags: blocking hoặc là non-blocking …  mode: read only, read/write, append …  errorCode = close(fileHandle)  Kernel sẽ giải phóng các biếnlưutrữ cho thiếtbị 8 Các phương thứcIO của Unix (tt)  byteCount = read(fileHandle, byte [] buf, count)  Đọc count bytes từ thiếtbị và lưu trong buffer buf.  Chương trình người dùng phảikiểm tra byteCount để biếtsố byte thậtsựđọc được.  byteCount < 0 thì là báo lỗi(xemmãlỗi)  byteCount = write(fileHandle, byte [] buf, count)  Ghi count byte từ buf vào thiếtbị  Số byte thậtsự ghi đượclưu trong byteCount  byteCount âm là bị lỗi 9 Các đặc tính xuấtnhập  Ba đặc tính khác nhau cần xem xét khi xử lý 1 thao tác nhậpxuất:  blocking vs. non-blocking  buffered vs. unbuffered  synchronous vs. asynchronous 10 Blocking vs. Non-Blocking I/O  Blocking – ứng dụng dừng lạichođếnkhisố count bytes được đọchoặcghi  Ví dụ: Trong thiếtbị mạng, nếumuốn ghi 1000 bytes, thì HĐH ghi tấtcả các byte cho đến khi ghi hoàn tất.  Nếuthiếtbị không thể thựchiệnlệnh ghi được (ví dụ hỏng dây nối), làmsao? Thìsẽ kết thúc và trả về số bytes đã ghi được.  Nonblocking – HĐH đọcvàghicácbytes khicóthể, không cần ứng dụng phảidừng lại. [...]... chế DMA 34 Quản lý lỗi & bảo vệ xuất nhập thiết bị Quá trình xử lý của người dùng cuối hay HĐH có thể vô tình hay cố ý thực hiện các lệnh/thao tác xuất nhập bất hợp pháp gây hại cho hệ thống và thiết bị Cần định nghĩa trước và gán đặc quyền cho các lệnh xuất nhập của hệ thống dưới dạng các lời gọi hệ thống (system call) Giám sát quá trình xuất nhập của người dùng cuối Tất cả quá trình xuất nhập của ƯD... Chuyển đổi dãy bit thành các byte và đặt chúng vào trong bộ đệm (buffer) của bộ điều khiển 23 Các thiết bị xuất nhập và bus hệ thống 24 Địa chỉ giao tiếp thiết bị HĐH giao tiếp với thiết bị thông qua địa chỉ xuất nhập của bộ điều khiển: 25 Mô hình phân lớp trong quản lý xuất nhập Hệ thống xuất nhập được tổ chức theo từng lớp, mỗi lớp có 1 chức năng nhất định và có sự hỗ trợ liên hoàn lẫn nhau: 26 Phần... block 17 Thiết bị xuất nhập Màn hình: Thiết bị xuất chuẩn: Ký tự hay đồ hoạ Khả năng hiển thị: Độ phân giải: Ví dụ : 25 x 80 ký tự hay 800 x 600 x 256 màu Độ làm tươi: 30-60 lần/giây 18 Thiết bị xuất nhập Bàn phím: Thiết bị nhập chuẩn Bố trí theo cấu trúc “QWERTY” Tốc độ nhập dữ liệu chậm ( . 1 Chương 2: Quảnlýxuấtnhập  Nhiệmvụ củabộ phậnquảnlýxuấtnhập  Các thiếtbị xuấtnhập  Mô hình phân lớp trong quảnlýxuấtnhập  Bộđiều khiểnthiếtbị (device controller) . DMA  Quảnlýlỗivàbảovệ quá trình xuấtnhập 2 Nhiệmvụ  Mụctiêucủabộ phậnquảnlýxuấtnhập  Giớithiệulớptrừutượng và độclậpthiếtbị  Che giấu các chi tiếtkỹ thuậtcủa các thiếtbị phầncứng.  Quảnlývàsửalỗi cầusử dụng. 3 Ví dụ về các thiếtbị xuấtnhập  Các thiếtbị giao tiếp:  Các thiếtbị chỉ nhập: bànphím, chuột, joystick…  Các thiếtbị chỉ xuất : màn hình, máy in  Các thiếtbị vừanhậpvừaxuất: card mạng.  Các