ВИСОКА ТЕХНОЛОШКА ШКОЛА СТРУКОВНИХ
СТУДИЈА ШАБАЦ
Студијски програм:
Informacione tehnologije
Ulazno-izlazni podsistemi
-Seminarski rad-
Студент:
Ментор:
(Uroš Bratić 4-99/2009)
(Ivana
Grujić)
Шабац,
januar 2011
Računari
Ulazno izlazni
podsistem
1
Ulazno-izlazni podsistem
Operativni sistem treba da ima podsistem koji će obezbediti komunikaciju sa
ulazno
-
izlaznim uređajima.Većina uređaja koji se priključuju na računar može se
svrstati u neku opštu kategoriju.
Opšte kategorije suformirane prema na
meni
uređaja, tako da se mogu izdvojiti uređaji za dugotrajno skladištenje podataka
(
diskovi itrake
), uređaji za prenos podataka (
mrežne kartice i modemi
) i uređaji koji
obezbeđuju interfejs ka korisniku
(
monitori, tastature i miševi
).
Operativni sistem mora da obezbedi podršku za rad sa širokim spektrom ulazno-
izlaznih uređaja čije karakteristike variraju kako sa vrstom uređaja, tako i s
konkretnim modelom određenog proizvođača hardvera.
Ulazno – izlazni podsistem je deo operativnog sistema koji obavlja
sledeće
funkcije:
1. upravlja ulazno-
izlaznim uređajima i operacijama koje ti uređaji izvršavaju i
kontroliše ih
2.
obezbeđuje što jednostavniji interfejs prema korisniku i ostatku sistema
Zbog velikih razlika u samim uređajima, potrebno je u sistem implementirati
različite metode kontrole uređaja, a sama kompleksnost upravljanja uređajima
mora biti sadržana i sakrivena u jezgru.
U savremenim
tehnologijama zastupljena
su dva konfliktna trenda: standardizacija softverskih i hardvesrkih interfejsa i
povećanje broj
a ulazno-
izlaznih uređaja različitih karakteristika. Kao rezultat,
podrška za konkretne uređaje ili grupe srodnih uređaja sadržana je u programima
za upravljanje ulazno
-
izlaznim uređajima
– tj drajverima
(
drivers
). Drajveri
predstavljaju unikatni interfejs ulazno-izlaznog podsistema kao što sistemski
pozivi
predstavljaju univerzalni interfejs između aplikacija i operativnog sistema.
Prema deljivosti, uređaji se mogu klasifikovati kao deljivi i nedeljivi. Deljive uređaje
može korisiti veći
broj proc
esa istovremeno. Deljivi uređaji su, na primer, diskovi
(veći broj korisnika prijavljenih na udaljeni UNIX server istovremeno koristi disk
servera preko sistema datoteka). Nedeljive, tj posvećene uređaje, karakteriše ih
to
što u jednom trenutku može da ih koristi samo jedan proces. Primer nedeljivog
uređaja je tastatura
6.
brzina uređaja
Prema brzini, uređaji se mogu grubo podeliti na brze i spore. Ova podela je
relativna jer brzina varira od
nekoliko bajtova u sekundi do više gigabajta u
sekundi (mrežna kartica).
7.
mogućnost upisa
Prema mogućnosti upisa, uređaji se dele na one koji služe za čitanje i pisanje (kao
što su diskovi), one koji isključivo služe za čitanje (CD
-
ROM) i one koji služe
isključivo za pisanje (grafička kartica).
Hardver značajan za ulazno
-izlazni podsistem
Uređaji komuniciraju s računarskim sistemom tako što šalju signale preko žičnih ili
bežičnih prenosnih medijuma, a na računar su vezani preko odgovarajućih
priključaka
Magistrale
Ukoliko više uređaja deli zajednički skup žica, sa st
rogo definisanim protokolom
koji specificira skup
poruka što se mogu poslati, veza s računarom se naziva
magistrala (bus)
. Serijska veza uređaja kod koje je samo
jedan uređaj priključen
na sistem, a svaki uređaj ima priključak za povezivanje sledećeg, nazi
va se lanac
(
daisy-chain
) i funkcioniše slično magistrali.
Sistemska magistrala PCI spaja procesorsko-memorijski podsistem sa brzim
ulazno-
izlaznim uređajima.
Sprecijalna magistrala koja se naziva magistrala za
proširenje (
expansion bus
) sadrži i serijske i paralelne
priključke (
ports
) na koje se
priključuju spori uređaji kao što su tastatura,miš i štamapač.
Kontroleri
Na slici su prikazana dva SCSI diska priključena na SCSI kontroler. Kontroler radi na
tri načina: kao priključak (
port
), kao magistrala (
bus
) ili kao uređaj (
device
)
. Na
primer, serijski kontroler je priključak. Grafičkakartica je kontroler koji se
priključuje na PCI magistralu, a radi kao uređaj.
SCSI kontroler se s jedne strane
priključuje na PCI magistralu, a sa druge strane formira n
ovu magistralu (SCSI) na
koju može da se poveže do 15
SCSI uređaja.
Svaki kontroler ima jedan ili više registara. Upisom i čitanjem vrednosti ovih
registara obavlja se
komunikacija između procesora i kontrolera, tako da procesor može izdati
komande kontro
leru kako bi se npr.
obavio prenos podataka na izlazni uređaj.
Registrima kontrolera može se pristupiti na dva načina, zavisno od toga da li su
memorijski i ulazno-izlazni prostor razdvojeni. Nekim uređajima se može pristupiti
na oba načina, zavisno od ope
racije koju treba
obaviti. Tipičan primer je grafička
kartica.
Tipičan ulazno
-
izlazni priključak se sastoji od četiri registra:
1. kontrolni registar (CONTROL)
Služi za postavljanje režima rada uređaja, kao što su brzina priključka i tip
komunikacije. U ovaj
registar,
procesor isključivo upisuje podatke. Namenjen je direktnom upravljanju
hardverom samog I/O uređaja.
Kod njega svaki bit ima neku funkciju u upravljanju radom I/O uređaja
Računari
Ulazno izlazni podsistem
2. statusni registar (STATUS)
Ovaj registar opisuje status komande koja se izvršava, tj da li je komanda
izvršena, da li je podatak
spreman, da li je nastupila greška itd. Procesor iz
statusnog registra isključivo čita podatke.
Služi da preko njega procesor PC-
a
dobije informacije o stanju u kojem se nalazi I/O uređaj. Npr štampač, kao jedan
I/O
uređaj , preko svog statusnog registra, može obavestiti procesor da li je
spreman da prihvati podatke za
štampu, da li mu je potrebno papira, itd.
3. registar podataka za ulazni režim (DATA-IN)
Služi za prihvat podataka koji pristižu sa sis
temske magistrale (najčešće od strane
procesora)
i koji treba
da se obradi u I/O uređaju.
4. registar podataka za izlazni režim (DATA-OUT)
