Čo je regulátor vstupu n výstupného prenosu v operačnom systéme?

Termín „regulátor vstupu/výstupu prenosu“ v kontexte operačných systémov nie je štandardným, široko používaným termínom. Je pravdepodobnejšie, že hovoríte o kombinácii konceptov súvisiacich s tým, ako operačné systémy spravujú operácie vstupných a výstupov (I/O). Tu je rozdelenie kľúčových konceptov:

1. I/O zariadenia a ovládače:

* I/O zariadenia: Toto sú fyzické komponenty, ktoré umožňujú počítaču interagovať s vonkajším svetom, ako sú klávesnice, myši, displeje, pevné disky, sieťové karty atď.

* I/O ovládače: Sú to softvérové ​​programy, ktoré poskytujú potrebné pokyny pre operačný systém na komunikáciu so špecifickými vstupno -výstupnými zariadeniami.

2. I/O Management:

* I/O subsystém: Toto je časť operačného systému, ktorý riadi všetky I/O operácie. Je zodpovedný za úlohy ako:

* Riešenie požiadaviek zariadenia z aplikácií.

* Pridelenie zdrojov I/O (napríklad vyrovnávacie pamäte pamäte).

* Plánovanie I/O operácií.

* Monitorovanie výkonnosti I/O.

* prerušiteľné obsluhy: Toto sú špeciálne rutiny, ktoré spracúvajú prerušenia generované I/O zariadeniami. Prerušuje signál, že zariadenie potrebuje pozornosť, napríklad údaje, ktoré sú pripravené na prenos alebo došlo k chybe.

3. Techniky I/O:

* Priamy prístup k pamäti (DMA): Technika, v ktorej I/O zariadenia majú priamo prístup k pamäťou bez zapojenia CPU. To zvyšuje účinnosť znížením režijných nákladov CPU v operáciách I/O.

* vyrovnávanie: I/O dáta sú dočasne uložené do vyrovnávacích pamätí pred spracovaním CPU alebo odoslané do I/O zariadenia. To pomáha synchronizovať rýchlosti prenosu údajov medzi rôznymi komponentmi.

* caching: Často prístupné vstupno-výstupné údaje sa ukladajú do vysokorýchlostnej pamäte vyrovnávacej pamäte, čo ďalej zlepšuje výkon znižovaním potreby prístupu k pomalším úložným zariadeniam.

4. Plánovanie I/O:

* prvé, prvé, prvé (FCFS): Žiadosti I/O sa spracúvajú v poradí, v akom dorazia. Jednoduché, ale môže viesť k neefektívnemu používaniu zariadení, ak dlhá požiadavka blokuje kratšie.

* najkratší čas hľadajte ako prvý (SSTF): Uprednostňuje žiadosti, ktoré si vyžadujú najmenší čas hľadania na pevnom disku, zlepšujú účinnosť, ale môžu viesť k hladovaniu žiadostí ďaleko od aktuálnej polohy hlavy.

* sken: Hlava I/O sa pohybuje jedným smerom, obsluhuje požiadavky na cestu a potom zvráti smer. Pomáha to minimalizovať čas strávený posúvaním hlavy cez disk.

Ako sa tieto koncepty týkajú „riadenia prevádzky“:

* Operačný systém funguje ako ovládač prevádzky, riadi tok údajov medzi procesorom, pamäťou a rôznymi I/O zariadeniami.

* Uprednostňuje požiadavky, spracováva prerušenia a optimalizuje prenos údajov, aby sa zabezpečila efektívna a hladká prevádzka.

Príklad:

Predstavte si počítač s pevným disku, sieťovú kartu a tlačiareň. Keď otvoríte súbor v počítači, operačný systém bude:

1. Iniciujte požiadavku na ovládač pevného disku na čítanie údajov o súbore.

2. Ovládač zvládne požiadavku a pridelí pamäťovú vyrovnávaciu pamäť.

3. Dáta sa prenášajú z pevného disku do vyrovnávacej pamäte, potenciálne s použitím DMA.

4. Operačný systém by potom mohol naplánovať tlačovú úlohu a odosielať údaje súboru ovládač tlačiarne.

5. Vodič tlačiarne rieši požiadavku a odošle údaje do tlačiarne.

Toto je zjednodušená ilustrácia, ale zdôrazňuje, ako operačný systém riadi prevádzku I/O medzi rôznymi zariadeniami a aplikáciami.

Je dôležité si uvedomiť, že „regulátor vstupu/výstupu prenosu“ nie je formálnym pojmom v operačných systémoch. Je to spôsob, ako pochopiť, ako rôzne komponenty spolupracujú pri efektívnom zvládaní operácií I/O.

• Predchádzajúca strana: Čo je vstupné aj výstupné zariadenie? 
• Ďalšia strana: Čo sú výstupné zariadenia pre vreckové?