- I/O zařízení jsou zásadní složkou Von Neumannovi architektury
Typy zařízení
- Bloková zařízení:
- data jsou přenášena v blocích stejné velikosti
- možné nezávisle adresovat/zapisovat/číst data po jednotlivých blocích
- HDD, SSD, optické disky, …
- Znaková zařízení:
- proud znaků/bytů (nelze se posouvat)
- klávesnice, myš, tiskárna, terminál, …
- Ostatní:
- nespadající ani do jedné kategorie
- hodiny (přerušení), grafické rozhraní (mapovaná paměť), …
Přístup k zařízením
Port-Mapped I/O
- registry jednotlivých zařízení mají samostatný adresní prostor (oddělený od paměti)
- přístupné přes operace
in,out- čtení/zápis hodnoty z portu
Nevýhody
- omezené na speciální operace
- omezené řízení přístupu
Memory-Mapped I/O
- registry jednotlivých zařízení jsou mapovány do paměťového prostoru
- data se čtou/zapisují přímo na sběrnici
Info
Výhody
- k zařízení se přistupuje stejně jako k paměti (možné použít všechny instrukce)
- k řízení přístupu lze použít vše co pro paměť
Problém
- cache, oddělená sběrnice pro paměť
Přístup k I/O
Aktivní čekání
- data se kopírují z bufferu do registru zařízení (popř. opačně)
- podle stavového registru se čeká, až budou přesunuta
- jednoduchá implementace, není efektivní
I/O s přerušením
- není nutné čekat na dokončení přenosu dat
- v průběhu přenosu může procesor provádět další činnost
- po čas přenosu dat je proces zablokován
- přenos dat řídí obsluha přerušení
I/O s DMA (Direct Memory Access)
- řadič DMA dostane požadavek: čtení + cílová adresa
- předá požadavek řadiči disku
- zapisuje data do paměti
- dokončení je oznámeno řadiči DMA
- DMA vyvolá přerušení
Ukázka DMA
Bufferování
- optimalizace přenosu dat - zpoždění zápisu/čtení
- ve skutečnosti dva buffery (v každém prostoru jeden)
Bufferování
Ovladače zařízení
- zajišťují přístup k zařízení (zápis, čtení, inicializace, správa, napájení, logování, …)
- typicky součást jádra OS
- zakompilována do jádra (pomocí modulů) nebo dynamicky načítané (pomocí knihoven)
- měl by být dodáván výrobcem HW
Navigace
Předchozí: Správa operační paměti - segmentace, stránkování, virtuální paměť Následující: Správa diskového prostoru - oddíly, souborové systémy, zajištění konzistence dat Celý okruh: 2. Informační technologie