دانلود مقاله بررسی MANAGEMENT INPUT/ OUTPUT

اختصاصی از نیک فایل دانلود مقاله بررسی MANAGEMENT INPUT/ OUTPUT دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

مشخصات این فایل
عنوان: بررسی MANAGEMENT INPUT/ OUTPUT
فرمت فایل : word( قابل ویرایش)
تعداد صفحات: 22

این مقاله درمورد بررسی MANAGEMENT INPUT/ OUTPUT می باشد.

خلاصه آنچه در مقاله بررسی MANAGEMENT INPUT/ OUTPUT می خوانید :

میانگیری ورودی/ خروجی
فرض کنید یک فرایند کاربر می خواهد بلوکهای داده ها را یکی یکی از نوار بخواند و طول هر بلوک 100 بایت است. داده ها باید در یک ناحیه داده ای در فرایند کاربر در آدرس 1000 تا 1099 خوانده شوند. ساده ترین روش، اجرای یک فرمان ورودی/ خروجی برای واحد نوار و سپس انتظار برای آماده شدن داده هاست. این انتظار می‌تواند انتظار مشغولی یا عملی تر، بصورت معلق شدن فرایند بر روی وقفه باشد.
این رویکرد با دو مسئله همراه است. اولاً، برنامه در انتظار تکمیل ورودی/ خروجی نسبتاً کند معلق شده است. ثانیاً این رویکرد به ورودی/ خروجی، با تصمیمات مبادله توسط سیستم عامل تداخل دارد. مکانهای مجازی 1000 تا 1099 باید در طول انتقال بلوک در حافظه اصلی بمانند.
در غیر این صورت ممکن است برخی از داده ها از دست بروند. اگر از صفحه‌بندی استفاده شده باشد، حداقل صفحه ای که شامل مکانهای مورد نظر است، باید در حافظه اصلی قفل شود. پس، اگرچه ممکن است بخشهایی به دیسک منتقل شوند، ولی مبادله کامل فرایند به خارج ممکن نیست، حتی اگر این امر مورد نظر سیستم عامل باشد.
همچنین توجه کنید که خطر بن بست یک فرایند واحد وجود دارد. اگر فرایندی یک رمان ورودی/ خروجی صادر کند و در انتظار نتیجه معلق شود و قبل از شروع عمل به خارج مبادله گردد، این فرایند در انتظار رخداد ورودی/ خروجی، در حالت مسدود قرار می گیرد و آن عمل ورودی/ خروجی هم در انتظار مبادله شدن آن فرایند به داخل قرار می گیرد. برای پرهیز از این بن بست، حافظه کاربر که درگیر عمل ورودی/ خروجی است، باید بلافاصله بعد از صدور تقاضای ورودی/ خروجی در حافظه اصلی قفل شود.
برای اجتناب از این سربارها و عدم کاراییها، برخی اوقات راحتتر است که انتقالهای ورودی پیش از درخواست انجام شود و انتقالهای خروجی مدتی بعد از درخواست صورت گیرد. این روش بنام میانگیری شناخته می شود.
در بحث رویکردهای متفاوت به میانگیری، گاهی تمایز قائل شدن بین دو نوع دستگاه ورودی/ خروجی بلوکی و جریانی مهم است. دستگاههای بلوکی اطلاعات را در بلوکهایی که معمولاً دارای اندازه ثابت هستند ذخیره می کنند و انتقالها بصورت بلوک بلوک انجام می گیرد. معمولاً مراجعه به داده ها با شماره بلوک امکانپذیر است. دیسکها و نوارها این گونه اند. دستگاههای جریانی انتقال داده ها به خارج/ داخل را به صورت جریانی از بایتها انجام می دهند پایانه ها، چاپگرها، درگاههای ارتباطات، موس،… این گونه اند. اکثر دستگاههایی که حافظه ثانوی نیستند، جریانی می‌باشند.

تک میانگیر
ساده ترین پشتیبانی سیستم عامل، ارائه میانگیر واحد است. وقتی فرایند کاربر یک درخواست ورودی/ خروجی صادر کند، سیستم عامل یک میانگیر در بخش سیستمی حافظه اصلی به عمل مزبور تخصیص می دهد. برای دستگاههای بلوکی، طرح تک میانگیر به صورت زیر توصیف می شود.
انتقالهای ورودی به میانگیر سیستم صورت می گیرند. با کامل شدن انتقال، فرایند مزبور بلوک را به داخل فضای کاربر منتقل کرده و بلافاصله بلوک دیگری را تقاضا می‌کند. این رویکرد نسبت به سیستمی که میانگیری ندارد، عموماً موجب افزایش سرعت می شود. فرایند کاربر می تواند مشغول پردازش یک بلوک از داده ها باشد، در حالیکه بلوک بعدی در حال خوانده شدن است. از انواع دیگر میانگیر می توان دو میانگیر و میانگیر مدور را نام برد.
ورودی/ خروجی در UNIX
در UNIX هر واحد دستگاه ورودی/ خروجی به پرونده خاصی مربوط شده است. اینها توسط سیستم پرونده ها مدیریت می شوند. به همان صورت پرونده های داده‌های کاربران در/ از آنها نوشته یا خوانده می شود. به این ترتیب واسط یکنواخت و روشنی برای کاربران و فرایندها فراهم می گردد. برای خواندن از یک دستگاه یا نوشتن در آن، درخواستها به پرونده مخصوص همان دستگاه داده می شود.
در UNIX دو نوع ورودی/ خروجی با میانگیر و بدون میانگیر وجود دارد. ورودی/ خروجی با میانگیر از میانگیرهای سیستم می گذرد، در حالیکه در ورودی/ خروجی بدون میانگیر انتقال بین مولفه ورودی/ خروجی و ناحیه ورودی/ خروجی فرایند، بطور مستقیم انجام می شود. برای ورودی/ خروجی با میانگیر، دو نوع میانگیر بکار رفته است: حافظه های پنهان برای میانگیر سیستم و صفهای نویسه ها.

حافظه پنهان میانگیر
حافظه پنهان میانگیر در UNIX در واقع یک حافظه پنهان دیسک است. عملیات ورودی/ خروجی با دیسک، از طریق حافظه پنهان میانگیر انجام می شود. انتقال داده‌ها بین حافظه پنهان میانگیر و فضای فرایند کاربر همواره با به کارگیری DMA رخ می‌دهد. از آنجا که هم حافظه پنهان میانگیر و هم فضای فرایند در حافظه اصلی هستند، در این مورد امکانات DMA برای کپی کردن حافظه به حافظه استفاده می‌گردد. این عمل از چرخه های پردازنده استفاده نمی کند ولی چرخه های گذرگاه را به کار می گیرد.
برای مدیریت حافظه پنهان میانگیر، سه بست نگهداری می شود.
لیست آزاد، لیست دستگاه، صف ورودی/ خروجی گرداننده.
صف نویسه ها
دستگاههای بلوکی، مانند دیسک و نوار می توانند به طور موثری از حافظه پنهان میانگیر استفاده کنند. برای دستگاههای نویسه ای مانند پایانه ها، چاپگرها، صورت دیگری از میانگیر مناسب است. صف نویسه ها یا توسط دستگاه ورودی/ خروجی نوشته و به دستگاه خوانده می شود. در هر صورت، مدل تولید کننده/ مصرف کننده بکار می رود. پس صف نویسه ها فقط یک بار می تواند خوانده شود، یعنی با خواندن هر نویسه، عملاً آن نویسه نابود می شود. این بر خلاف حافظه پنهان میانگیر است که می‌تواند چندین بار خوانده شود، در نتیجه از مدل خوانندگان/ نویسندگان پیروی می‌کند. UNIX پنج نوع دستگاه را می شناسد.
1- دیسکها        2- نوارها    3- پایانه ها    4- خطوط ارتباطی    5- چاپگر
ورودی/ خروجی در WINDOWS NT
مدیریت ورودی/ خروجی در WINDOWS NT مسئول تمام عملیات ورودی/ خروجی برای سیستم عامل است و واسط یکنواختی بوجود می آورد که انواع گرداننده‌ها می توانند آن را فراخوانی کنند.
مولفه های پایه ای ورودی/ خروجی
مدیریت ورودی/ خروجی از چهار مولفه تشکیل شده است.
الف) مدیر حافظه پنهان: مدیر حافظه پنهان برای تمام سیستم ورودی/ خروجی، عمل استفاده از حافظه پنهان را اداره می کند. مدیر حافظه پنهان خدمت استفاده از حافظه پنهان در داخل حافظه اصلی را برای تمام سیستمهای پرونده ها و اجزاء شبکه فراهم می کند. با تغییر مقدار حافظه فیزیکی موجود، می توان بصورت پویا اندازه حافظه پنهان اختصاص یافته به یک فعالیت را کم یا زیاد نمود.
ب) گرداننده های سیستم پرونده: مدیریت سیستم ورودی/ خروجی همان رفتاری را با گرداننده سیستم پرونده می کند که با هر دستگاه دیگری انجام می دهد و پیام برای جلدهای مشخص را به نرم افزار گرداننده مناسب وفق دهنده آن دستگاه هدایت می‌کند.
پ) گرداننده های شبکه: WINDOWS NT شامل مجموعه قابلیتهای شبکه سازی است و از کاربردهای توزیعی پشتیبانی می کند.
ت) گردانندگان سخت افزار: از طریق نقاط ورود به کتابخانه های پیوند پویای مجری WINDOWS NT، این گرداننده ها به ثباتهای سخت افزار دست می یابند.

ورودی/ خروجی همگام و ناهمگام
WINDOWS NT دو حالت ورودی/ خروجی ناهمگام و همگام را ارائه می کند. حالت ناهمگام در جایی بکار می رود که بتوان کارایی کاربرد را بهینه ساخت. در ورودی/ خروجی ناهمگام، کار عدد، عمل ورودی/ خروجی را آغاز می نماید و در حالیکه درخواست ورودی/ خروجی تکمیل می شود، به پردازش ادامه می دهد.
در ورودی/ خروجی همگام، تا زمانی که عمل ورودی/خروجی کامل شود، آن کاربرد مسدود است. WINDOWS NT چهار روش مختلف را برای اعلام خاتمه ورودی/ خروجی ارائه می کند.
الف) علامت دهی یکسانی دستگاه هسته
ب) علامت دهی یکسانی رویداد هسته
پ) ورودی/ خروجی قابل هشدار
ت) درگاههای تکمیل ورودی/ خروجی

بخشی از فهرست مطالب مقاله بررسی MANAGEMENT INPUT/ OUTPUT

اصول سخت افزاری I/O 1
سازمان عمل ورودی/ خروجی ۲
تکامل عمل ورودی/ خروجی ۳
دسترسی مستقیم به حافظه ۴
اصول نرم افزاری I/O 5
بن بست ۷
الف) قابل پس گرفتن PREEMPTABLE 8
ب) غیر قابل پس گرفتن NON PREEMPTABLE 8
شرایط بن بست ۹
کشف بن بست ۹
ترمیم ۱۰
اجتناب از بن بست ۱۰
پیشگیری از بن بست ۱۱
انحصار متقابل ۱۱
نگهداری و انتظار ۱۱
قبضه نکردن ۱۲
انتظار مدور ۱۲
میانگیری ورودی/ خروجی ۱۲
تک میانگیر ۱۴
ورودی/ خروجی در UNIX 15
حافظه پنهان میانگیر ۱۵
صف نویسه ها ۱۶
ورودی/ خروجی در WINDOWS NT 16
مولفه های پایه ای ورودی/ خروجی ۱۷
ورودی/ خروجی همگام و ناهمگام ۱۸
منابع: