مدير I/O مسئول تمام I/O هاي مربوط به سيستم عامل و واسط يكنواختي رافراهم مي كند كه تمام انواع گرداننده ها مي توانند از آن بهره گیری كنند.

دستگاه I/O در يونيكس
بدون ميانگير حافظه نهان ميانگير صف كاراكترها
شما می توانید مطالب مشابه این مطلب را با جستجو در همین سایت بخوانید                     
گرداننده ديسك

×

×

گرداننده نوار

×

×

پايانه ها

× خطوط ارتباطي

× چاپگرها
شما می توانید تکه های دیگری از این مطلب را در شماره بندی انتهای صفحه بخوانید              
×

×

نکته مهم : برای بهره گیری از متن کامل پژوهش یا مقاله می توانید فایل ارجینال آن را از پایین صفحه دانلود کنید. سایت ما حاوی تعداد بسیار زیادی مقاله و پژوهش دانشگاهی در رشته های مختلف می باشد که می توانید آن ها را به رایگان دانلود کنید

مولفه هاي I/O اصلي

مدير I/O از چهار مولفه تشكيل شده می باشد :

  • مدير حافظه نهان مدير حافظه نهان ، براي كل زير سيستم I/O ،‌بهره گیری از حافظه نهان را اداره مي كند . مدير حافظه نهان ،‌يك خدمت حافظه نهان را دز حافظه اصلي براي كل سيستم فايل و مولفه هاي شبكه فراهم مي كند. ميزان حافظه نهان تخصيصي به فعاليت خاص را مي تواند با در نظر داشتن مقدار حافظه فيزيكي موجود به گونه پويا تغيير دهد . مدير حافظه نهان براي بهبود كارايي كلي ،دو خدمت ارائه مي كند :
  • نوشتن با تنبلي سيستم ، نوسازي ها را فقط در حافظه نهان ثبت مي كند ، نه ديسك ،‌بعداً وقتي تقاضا براي پردازنده كاهش مي يابد ،‌مدير حافظه نهان تغييرات را روي ديسك مي نويسد . اگردر اين مدت يك بلوك حافظه نهان تغيير كند ، صرفه جويي خاصي انجام مي گردد .
  • تحويل دادن با تنبلي اين خدمت مثل نوشتن با تنبلي براي پردازش تراكنش می باشد . به جاي اين كه تراكنشي را فوراً به عنوان تراكنش كامل شده و موفق علامت گذاري كند ،‌سيستم اطلاعات پردازش شده را در حافظه نهان قرار ميدهد و سپس با بهره گیری از يك فرآيند پس زمينه آن رادر سابقه سيستم فايل مي نويسد .
  • گرداننده سيستم فايل مدير I/O باگرداننده سيستم فايل مثل ساير گرداننده هاي دستگاه رفتار مي كند و پيام مربوط به گرداننده هاي خاص را به نرم افزار گرداننده مناسب آن آداپتور دستگاه هدايت مي كند .
  • گرداننده هاي شبكه W2K شامل قابليت هاي شبكه بندي مجتمع می باشد و از برنامه هاي كاربردي توزيعي پشتيباني مي كند .
  • گرداننده اي دستگاه سخت افزار اين گرداننده ها از طريق نقاط ورودي در كتابخانه پيوند پوياي مجري W2K به ثابت هاي دستگاه هاي جانبي دستيابي دارند . براي هر سيستم كامپيوتري كه توسط W2K پشتيباني مي گردد ،‌مجموعه اي از اين سیاق ها وجوددارد . زيرا نام سیاق ها براي تمام سيستم هاي كامپيوتري يكسان می باشد و كد منبع گردانند ه هاي دستگاه W2K بر روي انواع مختلف پردازنده هاي قابل حمل می باشد .

I/O همگام و ناهمگام

W2K دو حالت همگام و ناهمگام را براي عمليات I/O پيشنهاد مي كند. حالت ناهمگام وقتي به كار مي رود كه امكان بهينه سازي كارايي برنامه كاربردي وجود داشته باشد . در I/O ناهمگام ، برنامه كاربردي عمليات I/O را آغاز مي كند و سپس طي انجام عمليات I/O به پردازش مي پردازد . در I/O همگام ، برنامه كاربردي تا كامل شدن اقدام I/O مسدود مي گردد .

I/O ناهمگام از ديدگاه نخ فراخوان كارآمدتر می باشد ، زيرا در حالي كه عمليات I/O توسط مدير I/O در صف قرار مي گيرد تا بعداً اجرا گردد ، نخ اجاره دارد به اجرايش ادامه دهد . اما ،‌برنامه كاربردي كه عمليات I/O ناهمگام را فراخواني كرد ، بايد به طريقي كامل شدن عمليات I/O را بداند . W2K چهار تكنيك مختلف را براي اعلان كامل شدن I/O ارائه مي كند :

  • سيگنال دهي به شي ء هسته دستگاه در اين روش ، وقتي عملي روي يك شي ء كامل گردید ،‌نشانگر وابسته به آن شي ء يك مي گردد . نخ درگير عمليات I/O مي تواند به اجرا ادامه دهد تا به نقطه اي برسد كه بايد براي كامل شدن اقدام I/O صبر كند . در آن نقطه ، نخ مي تواند تا كامل شدن اقدام I/O منتظر بماند و سپس ادامه دهد . اين تكنيك و كاربردش ساده می باشد ولي براي اداره كردن چند درخواست I/O مناسب نيست . به عنوان مثال ، اگرنخي به اجراي همزمان چند فعاليت روي فايل ديسك نياز داشته باشد ،‌مثل خواندن از يك بخش فايل و نوشتن در بخش ديگر فايل ، در اين تكنيك نخ نمي تواند بين كامل شدن اقدام خواندن و اقدام نوشتن تمايز قائل گردد . فقط مي تواند بفهمد كه يك عمليات I/O بر روي اين فايل كامل شده می باشد .
  • سيگنال دهي رويداد شي ء هسته اين تكينك اجازه مي دهد كه چند اقدام درخواست I/O همزمان بر روي يك دستگاه يا فايل انجام گردد . نخ براي هر درخواست يك رويداد ايجاد مي كند . بعداً ، نخ مي تواند بر روي يكي از اين درخواست ها ياكل مجموعه درخواست ها مسدود گردد .
  • I/O قابل هشدار اين تكنيك براي هر نخ يك صف در نظر مي گيرد كه صف فراخواني رويه ناهنگام (APC) نام دارد . در اين مورد نخ I/O را درخواست مي كند و مدير I/O نتايج اين درخواست ها را در صف APC نخ فراخوان قرار مي دهد .
  • پورت هاي تكميل I/O اين تكنيك دركارگزار W2K براي بهينه سازي بهره گیری از نخ به كار مي رود . در اصل ، مخزني از نخ ها براي بهره گیری فراهم هستند ، به طوري كه براي اداره كردن درخواست جديد نياز به ايجادنخ جديد نيست .

RAID نرم افزاري

W2K از دو نوع پيكر بندي RAID بهره گیری مي كند كه در {M96} به صورت زير تعريف شده اند :

  • RAID سخت افزاري چند ديسك فيزيكي مجزا با بهره گیری از گرداننده ديسك ياسخت افزار جعبه ديسك در يك يا چند ديسك منطقي تركيب مي شوند .
  • RAID نرم افزاري فضاي ناپيوسته ديسك با بهره گیری از گرداننده ديسك نرم افزاري تحمل خطا (FDISK) در يك يا چند بخش منطقي تركيب مي شوند .

در RAID سخت افزاري ، واسط كنترل كننده ، ايج اد يا بازسازي اطلاعات افزونگي را اداره مي كند RAID نرم افزاري كه دركارگزار W2K موجود می باشد ،‌عملكرد RAID را به عنوان بخشي از سيستم عامل پياده سازي مي كند و با هر مجموعه اي از ديسك ها قابل بهره گیری می باشد . امكانات RAID نرم افزاري ، RAID سطوح 1 تا 5 را پياده سازي مي كند . در مورد RAID سطح 1 ( آينه سازي ديسك ) ، دو ديسك حاوي بخش هاي اصلي و آينه اي ممكن می باشد در يك گرداننده ياگرداننده هاي مختلفي وجود داشته باشند. پيكر بندي آخري ،‌تكرار ديسك نام دارد .

مديريت حافظه در ويندوز 2000

مديريت حافظه ويندوز 2000 (W2K) چگونگي تخصيص حافظه و انجام صفحه بندي را كنترل مي كند . مدير حافظه طوري طراحي گردید كه در سيستم هاي مختلفي به كار گرفته گردد و از صفحاتي به اندازه 4 تا 64 كيلو بايت بهره گیری مي كند. اندازه صفحات در سيستم هاي MIPS,PowerPC,Intel برابر با 4096 بايت ودر سيستم DEC Alpha برابر با 8192 بايت می باشد .

نقشه آدرس مجازي W2K

هر كاربر W2K از فضاي آدرس 32 بيتي جداگانه بهره گیری مي كند كه هر فرآيند مي تواند 4 گيگابايت حافظه داشته باشد . به گونه پيش فرض ، بخشي از اين حافظه براي سيستم عامل رزرو مي گردد . بنابراين كاربر مي تواند از فضاي آدرس 2 گيگابايتي بهره گیری كند و تمام فرآيندها در 2 گيگابايت از فضاي سيستم شريك هستند . گزينه اي وجوددارد كه اجازه مي دهد فضاي كاربر به 3 گيگا بايت افزايش يابد و 1 گيگا بايت در اختيار سيستم قرار گيرد . مستندات W2K نشان مي دهد كه اين ويژگي براي پشتيباني از برنامه هاي كاربردي متقاضي حافظه زياد ،‌كه بر روي كارگزاراني با چندين گيگا بايت حافظه RAM اجرا مي شوند و بهره گیری از فضاي آدرس بزرگ تر منجر به افزايش شديد كارايي مي گردد ، مفيد می باشد (‌مثل كاربردهاي پشتيباني تصميم گيري و جست و جوي داده ها ) .

  • 0x00000000 تا 0x0000FFFF براي كمك به برنامه نويسان ، جهت به دست آوردن تخصيص هاي تصریح گر تهي كنار گذاشته شده می باشد .
  • 0x00010000 تا 0x7FFEFFFF فضاي آدرس كاربر ، اين فضا به صفحاتي تقسيم مي گردد كه ممكن می باشد به حافظه اصلي بار شوند .
  • 0x7FFF0000 تا 0x7FFFFFFF صفحه نگهباني كه توسط كاربر قابل دستيابي نيست . اين صفحه ، كار بررسي مراجعه تصریح گرها به خروج مرزها را براي سيستم عامل آسان ميكند .
  • 0x80000000 تا 0xFFFFFFFF فضاي آدرس سيستم اين فرآيند 2 گيگا بايتي براي مجري W2K ، ريز هسته و كنترل كننده دستگاه به كار مي رود

صفحه بندي W2K

وقتي فرآيندي ايجاد گردید ، مي تواند از فضاي 2 گيگابايتي (‌منهاي 128 بايت )‌بهره گیری كند. اين فضا به چند صفحه با اندازه ثابت تقسيم مي شودكه هر كدام مي توانند به حافظه اصلي آورده شوند . در اقدام ، براي سهولت حسابداري ، هر صفحه مي تواند در يكي ازسه حالت زير باشد :

  • رزرو شده مجموعه اي از صفحات پيوسته كه مدير حافظه مجازي براي فرآيندي كنار ميگذارد ،ولي تا زماني كه مورد بهره گیری قرار نگرفتند ،‌از سهميه آن فرآيند كم نمي شوند . وقتي فرآيند بخواهد در حافظه بنويسد ، بخشي از حافظة رزرو شده به فرآيند تحويل داده مي گردد .
  • متعهد صفحاتي كه مدير حافظه مجازي ، فضايي را در فايل صفحه بندي (‌مثل فايل ديسكي كه صفحات پس از حذف شدن از حافظه در آن نوشته مي شوند ) در نظر مي گيرد .

تمايز بين حافظه رزرو شده ومتعهد مفيد می باشد ، زيرا (1) مقدار فضاي ديسك كنار گذاشته شده براي فرآيند خاص را به حداقل مي رساند و فضاي آن ديسك براي فرآيندهاي ديگر خالي مي ماند و(‌2) نخ يا فرآيندرا قادر مي سازد تا ميزان حافظه اي را تعيين كندكه در صورت نياز مي تواند سريعاً تخصيص يابد .

طرح مديريت مجموعه مقيم در W2K ،‌تخصيص متغير و حوزه محلي می باشد وقتي فرآيند فعال مي گردد ، تعداد معيني از قاب هاي صفحة حافظه به عنوان مجموعه كاري آن تخصيص مي يابد . وقتي فرآيندي به صفحه اي مراجعه مي كندكه در حافظه نيست ، يكي از صفحات مقيم آن فرآيند به خارج مبادله و صفحه جديدي به حافظه آورده مي گردد مجموعه هاي كاري فرآيندهاي فعال توسط قواعدكلي زير تنظيم مي شوند :


دیدگاهتان را بنویسید