Байт и Блок -ориентированность

По аналогии с Unix

Все драйверы разделены на два больших класса:

1. блок-ориентированные (block-oriented),

2. байт-ориентированные (character-oriented).

Блок-ориентированные драйверы управляют устройствами прямого доступа, хранящих информацию в адресуемых блоках фиксированного размера и выполняются асинхронно с вызвавшим процессом.. Самое распространенное внешнее устройство прямого доступа — диск. А еще Flash – память,

Байт-ориентированные драйверы управляют устройствами последовательного доступа и выполняются синхронно с вызвавшим процессом. То есть устройствами, генерирующими или потребляющими последовательности байт (терминалы (дисплей и клавиатура), строчные принтеры, сетевые адаптеры).

байт- или Блок-ориентированность является характеристикой как самого устройства, так и драйвера.

Для байт-ориентированного устройства невозможно разработать блок-ориентированный драйвер. Но блок-ориентированным устройством можно управлять и с помощью байт-ориентированного драйвера.

Так, диск можно рассматривать не только как набор блоков, но и как набор байт. Физический обмен с контроллером устройства по-прежнему осуществляется блоками, но байт-ориентированный драйвер устройства будет преобразовывать блоки в последовательность байт.

Для устройств прямого доступа часто разрабатывают пару драйверов, чтобы к устройству можно было обращаться и по байт-ориентированному, и по блок-ориентированному интерфейсам в зависимости от потребностей.

Деление всех драйверов на блок-ориентированные и байт-ориентированные эта упрощенная схема, т. к. есть ВУ, драйверы которых не относятся ни к одному классу, например таймер, с одной стороны, не содержит адресуемой информации, а с другой стороны, не порождает потока байт. Это устройство только выдает сигнал прерывания в некоторые моменты времени.

Динамическая загрузка и выгрузка драйверов

Обязательным свойством современной ОС является поддержка динамической загрузки в ОП требуемого драйвера (без останова ОС) и выгружать его при отсутствии необходимости, что существенно экономит системную область памяти.

Альтернативой динамической загрузке драйверов при изменении текущей конфигурации внешних устройств компьютера является повторная компиляция кода ядра с требуемым набором драйверов, что создает между всеми компонентами ядра статические связи вместо динамических. Например, таким образом решалась данная проблема в ранних версиях операционной системы UNIX. При статических связях между ядром и драйверами структура ОС упрощается, но этот подход требует наличия исходных кодов модулей операционной системы, доступность которых скорее является исключением (для некоммерческих версий UNIX), а не правилом. Кроме того, в этом варианте работающую предыдущую версию операционной системы необходимо остановить и заменить новой, а перерывы в работе ОС в некоторых применениях могут и не допускаться.

Файлы

Файловая система (ФС) — это часть ОС (часть IOS), включающая:

1. совокупность всех файлов на всех видах памяти;

2. наборы структур данных для управления файлами (такие, например, как каталоги файлов, дескрипторы файлов, таблицы распределения свободного и занятого пространства на диске);

3. комплекс СПО для операций над файлами: создание, уничтожение, чтение, запись, именование и поиск.

ФС позволяет программам обходиться набором достаточно простых операций для выполнения действий над некоторым абстрактным объектом, представляющим файл. При этом программистам не нужно иметь дело с деталями действительного расположения данных на диске, буферизацией данных и другими низкоуровневыми проблемами передачи данных с долговременного запоминающего устройства.

Общие функции ФС:

1. Распределение дисковой памяти.

2. Поддержка именования файлов.

3. Отображение имен файлов в соответствующие адреса памяти.

4. Обеспечение доступа к данным.

5. Поддержка разделения, защиты и восстановления файлов.

Таким образом, файловая система играет роль промежуточного слоя между процессами и физической организации хранения данных.

Задачи, решаемые ФС, зависят от способа организации вычислительного процесса в целом. Самый простой тип — это ФС в однопользовательских и однопрограммных ОС, к числу которых относится, например, MS-DOS.

Основные функции в такой ФС нацелены на решение следующих задач:

1. именование файлов;

2. программный интерфейс для приложений;

3. отображения логической модели файловой системы на физическую организацию хранилища данных;

4. устойчивость файловой системы к сбоям питания, ошибкам аппаратных и программных средств.

Файлы

Файл — однородная структура данных в памяти, доступ к которой осуществляется по символьному имени.

Файлы обычно хранятся в энергонезависимой памяти. Однако нет правил без исключения. Одним из таких исключений является так называемый электронный или RAM - диск, когда в оперативной памяти создается структура, имитирующая файловую систему.

Основные цели использования файла.

1. Долговременное и надежное хранение информации. Долговременность достигается за счет использования запоминающих устройств, не зависящих от питания, а высокая надежность определяется средствами защиты доступа к файлам и общей организацией программного кода ОС, при которой сбои аппаратуры чаще всего не разрушают информацию, хранящуюся в файлах.

2. Совместное использование информации. Файлы обеспечивают естественный и легкий способ разделения информации между приложениями и пользователями за счет наличия понятного человеку символьного имени и постоянства хранимой информации и расположения файла.