Вычислительная математика и программирование - Боглаев Ю.П.
ISBN 5-06-00623-9
Скачать (прямая ссылка):
Чтобы согласовать работу быстрого процессора с медленными устройствами ввода—вывода (они должны работать параллельно с процессором), применяются аппаратные средства, называемые каналами или периферийными процессорами. Схема связи оперативной памяти (ОП) с устройством ввода—вывода (ВВ) через канал (К) показана на рис. 4.5, где УУ — устройство управления соответствующего ввода—вывода. Если канал могут попеременно использовать несколько медленных устройств, то он называется мультиплексным.
139
Программы ОС, которые выполняют алгоритмы управления вводом—выводам, называются драйверами. Для каждого запроса ввода—вывода из выполняемой программы драйвер строит канальную программу или только ее часть, если тип устройства был известен транслятору (указали явно номер канала 6 в операторе WRITE (6, 1), 6--АЦПУ). Драйвер составляется для каждого типа устройства; эта программа обрабатывает прерывания возникающие, в частности, при ошибках ввода—вывода. Аппаратная часть системы ввода — вывода из-за присутствия механических деталей подвержена износу и приводит, как правило, к более частым сбоям в работе, чем электроника. Поэтому в драйвере предусматриваются повторные обмены, если обнаружена ошибка ввода — вывода, или прекращение процесса в случае неисправимой ошибки с предоставлением информации о виде ошибки.
Контроль правильности ввода—вывода осуществляется различными способами. Рассмотрим простейший контроль записи—чтения байта. К кавдому байту добавляется информационный бит, который принимает , значение 0 или 1 в зависимости от содержимого байта, но всегда так, чтобы сумма битов была нечетной для любого байта (рис. 4.6). С помощью суммирования проверяется четность каждого байта в процессе чтения. Нарушение четности свидетельствует об ошибке, а драйвер должен прервать ввод — вывод и отреагировать на ошибку.
4.2.5. Управление файлами. Система управления файлами является частью операционной системы, которая освобождает пользователя от трудностей, связанных с хранением файлов вне ЭВМ, а также предоставляет возможность нескольким пользователям обращаться к одному и тому же файлу. Файловая система обеспечивает: 1) независимость от процессора и внешнего устройства хранения файла, < БАЙТ -------> И • возможность обраще-
ния к файлу по сим-•ОО^ОФООО волическому имени;
2) защиту информа-
ООФОШОООФ ции от сбоев техничес-
ких средств и про-0000000#0 грамм, от несанкцио-
Рис. 4.6 нированного доступа
Рис. 4.7
к файлам; 3) простые средства общения пользователя с системой и эффективно распределяет внешнюю память под файлы.
Основные функции системы управления файлами делятся на два класса: пользовательские и автоматические.
По командам пользователя файл можно:
ПРОЧИТАТЬ; ЗАПИСАТЬ;
СОЗДАТЬ; УНИЧТОЖИТЬ;
КОПИРОВАТЬ; ПЕРЕИМЕНОВАТЬ.
Автоматические функции (без участия пользователя):
ПЕРЕМЕЩЕНИЕ ФАЙЛА
к которому редко обращается пользователь, во внешнюю (более медленную) память;
ДАМП ФАЙЛОВ
(сброс файлов на внешние носители для предотвращения потери информации);
ВЕДЕНИЕ КАТАЛОГА ФАЙЛОВ
состоит в организации системы файлов и хранении информации о них и их расположении в памяти.
Каждый файл в операционной системе должен иметь уникальное имя. Это имя присваивается системой путем добавления к именц файла пользователя некоторых атрибутов самого пользователя (его кода) либо добавлением времени создания файла (в однопроцессорных системах).
Доступ к информации в файле осуществляется в два этапа:
1) определение по имени его расположения;
2) поиск записи по ее позиции в файле.
Первый этап выполняется с помощью каталогов, которые могут быть организованы различными способами. Например, при древовидной организации каждая часть имени файла определяет ветвь, по которой следует перейти на следующий уровень дерева (рис. 4.7). Каждая вершина каталога является справочником соответствующего уровня, например, имя файла в двухуровневом
каталоге В; а на рис. 4.7. однозначно определяет путь по имени файла до его расположения.
Управление доступом к файлам осуществляется системой с помощью разбиения всех пользователей на классы. Обычно используются следующие четыре класса:
I. Владелец файла.
II. Друг владельца.
III. Назначенный пользователь.
IV. Рядовой пользователь.
Пользователи разных классов имеют разные права доступа к файлу. Типичный список прав:
1. Нет пр^в.
2. Знание о существовании файла.
3. Можно выполнить программу, нельзя скопировать.
4. Можнр прочитать файл, выполнить программу, скопировать.
5. Можно добавить данные в конце файла.
6. Корректировка файла.
7. Изменение защиты файла.
8. Уничтожение файла.
Обычно каждое право включает все права, предшествующие в списке. Защита файла устанавливается указанием верхнего уровня прав для каждого класса. Можно установить, например, соответствие: I—8, II—5, III—4, IV—3. Некоторые операционные системы право доступа к файлам определяют паролями, которые не разглашаются пользователями.
4.2.6. Управление системой. Операционные системы берут на себя большую «часть той работы, которую раньше выполнял оператор, но не всю. Соотношение между объемом, выполняемым на ЭВМ оператором, и операционной системой для разных систем сильно отличается.
