Драйвер клавиатуры это системное программное обеспечение
В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам
Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобрев в каталоге.
Получите невероятные возможности
Конспект урока "Понятие программного обеспечения. Системное программное обеспечение"
· системное программное обеспечение;
· аппаратный и пользовательский интерфейсы.
Прежде чем приступить к изучению новой темы, давайте подумаем, одинаковые ли задачи выполняют все компьютеры?
Например, обычный домашний компьютер и компьютер в архитектурном бюро? Или школьный компьютер и компьютер у инженера космонавтики? Естественно нет! Понятно, что кроме стандартного набора задач каждый из этих компьютеров выполняет и специфические функции, необходимые в данной ситуации.
На прошлом уроке мы с вами уже говорили о том, что компьютер можно считать моделью умственной деятельности человека, поскольку он вводит, выводит, хранит и обрабатывает информацию. Однако полностью сравнивать умственную деятельность человека с действиями компьютера нельзя. Машина может только точно выполнять последовательность команд, составленную для неё человеком. Такую последовательность команд называют программой, а компьютер является её исполнителем.
То есть Программа – это описание на специальном компьютерном языке очерёдности действий, которые необходимо выполнить над данными, чтобы исполнить поставленную задачу.
Совокупность программ, написанных человеком для компьютера, называют программным обеспечением. Именно оно превращает набор взаимосвязанных устройств в «умную» машину.
Компьютер представляет собой совокупность аппаратной части (технических устройств) и программного обеспечения.
Как мы уже говорили, набор всех установленных программ на каждом компьютере может быть разным. На домашних компьютерах устанавливают текстовые и графические редакторы, игры, программы воспроизведения музыки и фильмов.
На компьютере конструктора – сложные системы для выполнения чертежей и расчётов. Программное обеспечение определяется задачами, которые решает пользователь.
Иногда по стоимости программное обеспечение компьютера может быть даже выше чем его аппаратная часть.
Сегодня существует огромное количество программ совершенно разного профиля, они непрерывно развиваются и улучшаются, некоторые исчезают, а другие становятся неотъемлемыми для всех компьютеров.
Классифицировать все компьютерные программы можно следующим образом: системное ПО, Прикладное ПО и системы программирования.
Итак, разберёмся с Системным программным обеспечением.
Системное программное обеспечение – это комплекс программ, которые управляют элементами компьютерной системы, такими как процессор, оперативная память, устройства ввода-вывода и так далее.
Системное программное обеспечение состоит из операционной системы и сервисных программ.
Где Операционная система – это совокупность программ, обеспечивающих бесперебойную работу всех устройств компьютера и предоставляющих пользователю доступ к ресурсам компьютера.
Способ взаимодействия пользователя с операционной системой называют интерфейсом.
Выделяют следующие виды интерфейсов:
Аппаратный интерфейс – это средства, которые задают взаимодействие между устройствами компьютера. Для того чтобы аппаратное обеспечение компьютера исправно работало в состав операционной системы входят специальные программы – драйверы, которые управляют работой устройств, подключённых к компьютеру, таких как клавиатура, мышь, монитор, принтер и др. Для каждого устройства необходимо установить свой собственный драйвер. Как правило, драйверы идут сразу в комплекте с каждым устройством.
Пользовательский интерфейс – это ряд программ, которые обеспечивают взаимодействие человека и компьютера. Например, для того чтобы запустить программу для просмотра фильма, или распечатать фото, человек задаёт операционной системе определённую команду, которую она обрабатывает и либо выполняет, либо выдаёт отчёт о невозможности выполнения данной команды. Иногда может произойти сбой операционной системы.
На сегодняшний момент самыми распространёнными операционными системами для персонального компьютера являются: Windows, MacOS и Linux.
Покупая новый компьютер, вы можете сами выбирать, что хотите получить. Операционная система может быть установлена на компьютер, либо нет. Также вы сами можете выбрать и установить нужную операционную систему на свой компьютер. Не стоит забывать, что во всех случаях операционная система должна быть лицензионной, а за использование пиратских копий можно получить наказание.
Сейчас вспомните, как вы включается компьютер для работы. Вы нажимаете кнопку на системном блоке, и происходит загрузка компьютера. Что значит загрузка?
Загрузка компьютера - это последовательная загрузка программ операционной системы из долговременной памяти (жёсткого или оптического диска) в оперативную память компьютера. Давайте разберём данный процесс подробнее.
Первым делом, при запуске компьютера начинают работать программы тестирования компьютера и программы загрузки операционной системы – BIOS (Basic Input/Output System – базовая система ввода/вывода). Данные программы хранятся на запоминающем устройстве компьютера (ПЗУ). Когда мы включаем компьютер программы BIOS начинают работать и сведенья о работе отображаются на экране монитора. Программа проверяет и настраивает аппаратные средства компьютера. И если они работают правильно, компьютер переходит ко второму этапу запуска – поиску начального загрузчика операционной системы.
Диск на котором хранится операционная система и с которого происходит её запуск называется – системным диском. Компьютер по очереди обращается к дискам в поисках системного. Однако последовательность обращений к дискам для загрузки операционной системы определяется настройками ОС, запуститься операционная система может как с жёсткого диска, так и с USB-флэшки или DVD, CD диска. Системным будет тот диск, на котором будет храниться специальная программа-загрузчик. И уже именно эта программа продолжает этап запуска компьютера, то есть осуществляет запуск других программ операционной системы с системного диска в оперативную память.
Теперь давайте выясним, какие программы относятся к системным?
Системными называются программы, которые обслуживают диски, другими словами проверяют их, восстанавливают, чистят, а также программы архиваторы, программы борьбы с компьютерными вирусами, коммуникационные (программы для общения пользователей в интернете) и многие другие.
Данные программы очень важны для стабильного функционирования компьютера.
Давайте остановимся подробнее на программах архиваторах и антивирусах.
Представьте ситуацию что вам нужно сохранить себе на компьютер фотографии со дня рождения. На дне рождении был профессиональный фотограф. Фотографий получилось очень много, и они занимают очень много места. Что же делать? Если вы просто скопируете их себе на USB-флэш накопитель, то они займут всю память или её может даже не хватить. Логично, что место, которое занимают фотографии нужно как-то уменьшить. Для этих целей есть специальные программы – архиваторы.
Архиваторы – это специальные программы, с помощью которых происходит сжатие информации для более компактного хранения на компьютере или любом другом носителе. Используя программы - архиваторы мы уменьшаем объём хранимой информации, тем самым освобождаем дополнительное место на диске. И что особенно важно экономим время при передаче информации через интернет.
Теперь рассмотрим программы – антивирусы.
По определению компьютерный вирус – это специально написанная вредоносная программа, которая вредит данным хранящимся на компьютере, и может даже вывести компьютер из строя. Основными признаками наличия вирусов на компьютере являются: неправильная работа программ, компьютер работает медленно, операционная система не запускается, программы и данные исчезают с компьютера, значительно уменьшился объем свободной памяти, могут издаваться звуковые сигналы, компьютер часто зависает.
Для того чтобы обнаружить и удалить вирус с компьютера необходима специальная антивирусная программа. Например, Антивирус Касперского, Doctor-Web, Panda.
Если вы хотите защитить свой компьютер от вирусов, необходимо делать следующее:
1) Установить на компьютер антивирус и с его помощью проверять компьютер на наличие вирусов.
2) Регулярно обновлять антивирус через интернет
3) Прежде чем что-то переписать себе на компьютер с чужого носителя, проверить его на вирусы.
Также очень нужными являются коммуникационные программы, которые предназначены для получения доступа к ресурсам сети Интернет и общения между пользователями. К ним относятся: Гугл хром, опера, скайп и другие.
Итак, подведём итоги нашего урока:
· Программа – это описание на специальном компьютерном языке очерёдности действий, которые необходимо выполнить над данными, чтобы исполнить поставленную задачу.
· Системное программное обеспечение – это комплекс программ, которые управляют элементами компьютерной системы, такими как процессор, оперативная память, устройства ввода-вывода и так далее.
· Операционная система – это совокупность программ, обеспечивающих бесперебойную работу всех устройств компьютера и предоставляющих пользователю доступ к ресурсам компьютера.
· Способ взаимодействия пользователя с операционной системой называют интерфейсом. Выделяют Аппаратный и Пользовательский интерфейсы.
Как уважаемый хабрапользователь наверняка знает, «драйвер устройства» — это компьютерная программа управляющая строго определенным типом устройства, подключенным к или входящим в состав любого настольного или переносного компьютера.
Основная задача любого драйвера – это предоставление софтового интерфейса для управления устройством, с помощью которого операционная система и другие компьютерные программы получают доступ к функциям данного устройства, «не зная» как конкретно оно используется и работает.
Обычно драйвер общается с устройством через шину или коммуникационную подсистему, к которой подключено непосредственное устройство. Когда программа вызывает процедуру (очередность операций) драйвера – он направляет команды на само устройство. Как только устройство выполнило процедуру («рутину»), данные посылаются обратно в драйвер и уже оттуда в ОС.
Любой драйвер является зависимым от самого устройства и специфичен для каждой операционной системы. Обычно драйверы предоставляют схему прерывания для обработки асинхронных процедур в интерфейсе, зависимом от времени ее исполнения.
Любая операционная система обладает «картой устройств» (которую мы видим в диспетчере устройств), для каждого из которых необходим специфический драйвер. Исключения составляют лишь центральный процессор и оперативная память, которой управляет непосредственно ОС. Для всего остального нужен драйвер, который переводит команды операционной системы в последовательность прерываний – пресловутый «двоичный код».
Как работает драйвер и для чего он нужен?
Основное назначение драйвера – это упрощение процесса программирования работы с устройством.
Он служит «переводчиком» между хардовым (железным) интерфейсом и приложениями или операционными системами, которые их используют. Разработчики могут писать, с помощью драйверов, высокоуровневые приложения и программы не вдаваясь в подробности низкоуровневого функционала каждого из необходимых устройств в отдельности.
Как уже упоминалось, драйвер специфичен для каждого устройства. Он «понимает» все операции, которые устройство может выполнять, а также протокол, с помощью которого происходит взаимодействие между софтовой и железной частью. И, естественно, управляется операционной системой, в которой выполняет конкретной приложение либо отдельная функция самой ОС («печать с помощью принтера»).
Если вы хотите отформатировать жесткий диск, то, упрощенно, этот процесс выглядит следующим образом и имеет определенную последовательность: (1) сначала ОС отправляет команду в драйвер устройства используя команду, которую понимает и драйвер, и операционная система. (2) После этого драйвер конкретного устройства переводит команду в формат, который понимает уже только устройство. (3) Жесткий диск форматирует себя, возвращает результат драйверу, который уже впоследствии переводит эту команду на «язык» операционной системы и выдает результат её пользователю (4).
Как создается драйвер устройства
Для каждого устройства существует свой строгий порядок выполнения команд, называемой «инструкцией». Не зная инструкцию к устройству, невозможно написать для него драйвер, так как низкоуровневые машинные команды являются двоичным кодом (прерываниями) которые на выходе отправляют в драйвер результат, полученный в ходе выполнения этой самой инструкции.
При создании драйвера для Линукса, вам необходимо знать не только тип шины и ее адрес, но и схематику самого устройства, а также весь набор электрических прерываний, в ходе исполнения которых устройство отдает результат драйверу.
Написание любого драйвера начинается с его «скелета» — то есть самых основных команд вроде «включения/выключения» и заканчивая специфическими для данного устройства параметрами.
И чем драйвер не является
Часто драйвер устройства сравнивается с другими программами, выполняющими роль «посредника» между софтом и/или железом. Для того, чтобы расставить точки над «i», уточняем:
- Драйвер не является интерпретатором, так как не исполняется напрямую в софтовом слое приложения или операционной системы.
- Драйвер не является компилятором, так как не переводит команды из одного софтового слоя в другой, такой же.
Ну и на правах рекламы – вы всегда знаете, где скачать новейшие драйвера для любых устройств под ОС Windows.
Добрый день в данном разделе будем разговаривать о системном и прикладном по. В данной стать будут рассмотрены основные понятия и определения системного и прикладного программного обеспечения.
Системное ПО — это совокупность программ, предназначенных для управления аппаратной частью компьютера и обеспечения взаимодействия пользователя с компьютером.
К системному ПО относятся:
- операционная система (ОС) — это совокупность программ, предназначенных для управления устройствами аппаратной части компьютера и обеспечения взаимодействии пользователя с компьютером;
- драйверы устройств — это программы, предназначенные для управления устройствами компьютера;
- оболочки ОС предназначены для обеспечения «диалога» пользователя с ОС;
- служебные или сервисные программы (от англ. to serve — обслуживать) — это установленные дополнительно программы, предназначенные для:
- диагностики работоспособности компьютера;
- защиты от вирусов;
- обслуживания дисков;
- архивации данных и т.д.
Прикладное ПО — это программы, предназначенные для решения задач в разных областях.
В прикладном ПО выделяют такие группы:
- текстовые редакторы и текстовые процессоры — это программы, предназначенные для создания и обработки текстов;
- электронные таблицы — это программы для обработки данных, представленных в виде таблицы;
- базы данных — это совокупности взаимосвязанных данных, отображающих информацию про определённую предметную область;
- графические пакеты — это программы, предназначенные для создания и обработки графической информации;
Драйвер – компьютерное программное обеспечение, используемое для управления каждым подключенным к компьютеру устройством ввода-вывода, учитывая его особенности. Оно создается производителем устройства и поставляется вместе с этим устройством. Поскольку для каждой операционной системы нужны собственные драйверы, производитель устройства обычно поставляет драйверы для нескольких наиболее популярных операционных систем.
В большинстве случаев драйвер устройства управляет одним типом устройства или как максимум одним классом родственных устройств. Тем не менее технически вполне возможно создание одного драйвера устройства, управляющего несколькими разнородными устройствами. Однако, в большинстве случаев это является не самой лучшей идеей.
Содержание
Драйвер и операционная система
(Рис. 1) Логическое позиционирование драйверов устройств![]()
Чтобы получить доступ к аппаратной части устройства, то есть к регистрам контроллера, драйвер устройства, как правило, должен быть частью ядра операционной системы, по крайней мере в существующих на сегодняшний день архитектурах. Но вообще-то можно создавать и драйверы, работающие в пространстве пользователя, используя при этом системные вызовы для чтения и записи регистров устройств. Такое решение позволит изолировать ядро от драйверов и драйверы друг от друга, устранив при этом основной источник системных сбоев — «сырые» драйверы, тем или иным образом мешающие работе ядра. Несомненно, это хороший выход из положения при создании высоконадежных систем.
Так как разработчики любых операционных систем знают, что драйверы, созданные другими разработчиками, будут устанавливаться в их систему, им нужна такая архитектура, которая позволит подобную установку. А это значит, что должна быть вполне определенная модель того, чем занимается драйвер и как он взаимодействует со всей операционной системой. Как показано на рис. 1, драйверы устройств обычно размещаются ниже остальных компонентов операционной системы.
Обычно операционная система относит драйверы к одной из немногочисленных категорий. Самые распространенные категории — это драйверы блочных устройств, к ним относятся драйверы дисков, содержащих множество блоков данных, к которым можно обращаться независимо от всех остальных блоков, и драйверы символьных устройств, к которым относятся драйверы клавиатур и принтеров — устройств, которые генерируют или воспринимают поток символов.
В некоторых системах операционная система представляет собой единую программу в двоичных кодах, в которой содержатся все необходимые ей скомпилированные драйверы. Такая схема долгие годы была нормой для систем семейства UNIX, поскольку они работали в компьютерных центрах, где устройства ввода-вывода менялись очень редко. При добавлении нового устройства системный администратор просто перекомпилировал ядро с новым драйвером для создания нового двоичного кода.
С наступлением эры персональных компьютеров с несметным количеством устройств ввода-вывода эта модель уже не работает. Лишь немногие пользователи способны перекомпилировать или перекомпоновать ядро, даже если у них будут исходные коды или объектные модули, что случается довольно редко. Вместо этого операционные системы, начиная с MS-DOS, перешли к модели, в которой драйверы стали динамически загружаться в систему в процессе работы. Управление загрузкой драйверов ведется в разных системах по-разному.
Алгоритм работы
Затем драйвер может проверить, используется ли устройство в данный момент. Если оно используется, запрос будет поставлен в очередь для последующей обработки. Если устройство простаивает, проверяется состояние аппаратуры, чтобы определить, может ли запрос быть обработан. Перед началом передачи данных может понадобиться включить устройство или запустить его двигатель. Как только устройство включится и будет готово к работе, им можно будет управлять.
Управление устройством означает выдачу в его адрес последовательности команд. Именно драйвер определяет последовательность команд в зависимости от того, что должно быть сделано. После того как драйвер поймет, какие команды он собирается выдать, он начнет записывать их в регистры контроллера устройства. После записи каждой команды в контроллер может потребоваться проверка того, принял ли контроллер команду и готов ли к приему следующей команды. Эта последовательность повторяется до тех пор, пока не будут выданы все команды. Некоторым контроллерам можно указывать на связанный список команд (в памяти) и предписывать самостоятельное чтение и обработку этих команд без дальнейшей помощи со стороны операционной системы.
После того как команды были выданы, может сложиться одна из двух ситуаций. В большинстве случаев драйвер должен ждать, пока контроллер не сделает в его интересах какую-нибудь работу, поэтому он самоблокируется до тех пор, пока не поступит прерывание на его разблокировку. Но в других случаях операция завершается без задержки и драйверу не нужно блокироваться. В качестве примера последней ситуации можно привести прокрутку экрана в символьном режиме, требующую лишь записи нескольких байтов в регистры контроллера. Для этого не нужно никаких механических перемещений, поэтому вся операция может быть завершена за несколько наносекунд.
В первом случае заблокированный драйвер будет активизирован прерыванием. Во втором случае он никогда не будет переходить в неактивное состояние. В любом случае по завершении операции драйвер должен провести проверку на отсутствие ошибок. Если все в порядке, драйвер может получить данные для передачи программному обеспечению, не зависящему от применяемого устройства. И наконец, он возвращает вызывавшей его программе определенную информацию о состоянии устройства, наличии или отсутствии ошибок. Если в очереди были какие-нибудь другие запросы, то теперь один из них может быть выбран и запущен на выполнение. Если запросов в очереди не было, драйвер блокируется в ожидании следующего запроса.
Функции программного обеспечения, не зависящего от конкретных устройств
Основная роль программного обеспечения, не зависящего от конкретного устройства, состоит в выполнении общих для всех устройств функций ввода-вывода и предоставлении унифицированного интерфейса для программного обеспечения на уровне пользователя. Далее перечисленные задачи будут рассмотрены более подробно.
Предоставление унифицированного интерфейса для драйверов устройств
![]()
Одной из острых проблем при создании операционных систем является придание всем устройствам и драйверам ввода-вывода более или менее однообразного вида.
Один из аспектов этой проблемы — интерфейс между драйверами устройств и остальной операционной системой. На рис. 2 (а) показана ситуация, в которой у каждого драйвера устройства имеется собственный интерфейс с операционной системой. Это означает, что функции драйвера, доступные для вызова системой, различаются от драйвера к драйверу. Это может означать, что и функции ядра, в которых нуждается драйвер, различаются от драйвера к драйверу. Все вместе взятое это означает, что обеспечение интерфейса с каждым новым драйвером требует множества новых усилий по созданию программного кода.
В противоположность этому на рис. 2 (б) показана другая конструкция, в которой у всех драйверов имеется одинаковый интерфейс. Теперь стало намного проще подключить новый драйвер, обеспечив его соответствие интерфейсу драйверов. Также это означает, что создатели драйверов знают, чего от них ожидают. Фактически не все устройства абсолютно одинаковы, но обычно приходится иметь дело лишь с небольшим количеством типов устройств, и даже они в целом практически одинаковы.
Все это работает следующим образом. Для каждого класса устройств, таких как диски или принтеры, операционной системой определяется набор функций, которые драйвер должен поддерживать. Для диска в этот набор будут входить не только чтение и запись, но и включение и выключение электропитания, форматирование и другие присущие диску операции. Зачастую драйвер содержит таблицу с указателями на эти функции. При загрузке драйвера операционная система записывает адрес таблицы указателей на функции, чтобы, когда потребуется вызвать одну из этих функций, она могла выполнить опосредованный вызов через таблицу. Таблица указателей на функции определяет интерфейс между драйвером и всей остальной операционной системой. Все устройства определенного класса должны соответствовать этому условию.
Буферизация
![]()
Буферизация по многим причинам также является актуальным вопросом как для блочных, так и для символьных устройств. Чтобы понять, в чем состоит одна из таких причин, рассмотрим процесс, которому необходимо прочитать данные, получаемые от ADSL-модема, который многие используют дома для связи с Интернетом. По одной из возможных стратегий работы с поступающими символами нужно заставить пользовательский процесс осуществить системный вызов READ и заблокироваться в ожидании одного символа. При этом прерывание возникает по случаю поступления каждого символа. Процедура обработки прерывания передает символ пользовательскому процессу и снимает с него блокировку. Поместив куда-нибудь символ, процесс переходит к чтению следующего символа и снова блокируется.
Проблема реализации такого способа заключается в том, что пользовательский процесс должен возобновляться для каждого поступающего символа. Из-за низкой эффективности многократных краткосрочных запусков процесса это далеко не самая лучшая модель.
В улучшенном варианте пользовательский процесс предоставляет буфер объемом N символов и выполняет чтение такого же количества символов. Процедура обработки прерывания помещает поступающие символы в этот буфер до тех пор, пока он не заполнится. Затем она возобновляет работу пользовательского процесса. Эта схема работает намного эффективнее предыдущей, но у нее есть один недостаток. Что получится, если буфер выйдет за границу страницы при поступлении очередного символа? Буфер будет зафиксирован в памяти, но если множество процессов начнет фиксировать страницы в памяти, то запас доступных страниц сократится и производительность резко снизится.
Другой широко распространенной формой буферизации является использование кольцевого буфера. Он состоит из области памяти и двух указателей, один из которых указывает на следующее свободное слово, в которое можно поместить новые данные, а другой — на первое слово тех данных в буфере, которые еще не были из него выведены. Во многих случаях аппаратура по мере добавления данных (например, только что поступивших из сети) передвигает вперед первый указатель; операционная система, по мере того как она выводит из буфера и обрабатывает данные, перемещает вперед второй указатель. Оба указателя ходят по кругу, переходя обратно к нижним адресам буфера, как только достигнут его верхних адресов.
Буферизация является широко используемой технологией, но у нее имеются и недостатки. Если данные будут подвергаться буферизации слишком часто, упадет производительность. Рассмотрим, к примеру, сеть, показанную на рис. 4. Здесь пользовательский процесс осуществляет системный вызов для записи данных по сети. Ядро копирует пакет данных в буфер ядра, позволяя пользовательскому процессу немедленно возобновить работу (шаг 1). Теперь пользовательская программа может использовать буфер повторно.
![]()
Когда вызывается драйвер, он копирует пакет в контроллер для его последующего вывода (шаг 2). Причина, по которой он не осуществляет вывод в сеть непосредственно из памяти ядра, состоит в том, что как только будет запущена передача пакета, она должна продолжаться на постоянной скорости. Драйвер не может гарантировать, что он будет получать доступ к памяти на постоянной скорости, поскольку множество циклов обращения к шине могут отвлекать на себя каналы DMA и другие устройства ввода-вывода. Неудача при своевременном получении слова приведет к порче пакета. Эту проблему можно устранить за счет буферизации пакета внутри контроллера.
После того как пакет будет скопирован во внутренний буфер контроллера, он копируется в сеть (шаг 3). Биты поступают получателю вскоре после их отправки, поэтому сразу же после отправки последнего бита этот бит поступает получателю, у которого пакет попадает в буфер контроллера. Затем пакет копируется в буфер ядра получателя (шаг 4). И наконец он копируется в буфер процесса получателя (шаг 5). Обычно после этого получатель посылает подтверждение. Когда отправитель получает подтверждение, он имеет возможность послать следующий пакет. Но при этом следует понимать, что операции копирования существенно снижают скорость передачи данных, поскольку шаги должны осуществляться последовательно.
При вводе-выводе данных ошибки являются более распространенным событием, чем в других сферах работы компьютерных устройств. При возникновении ошибок операционная система должна их обработать наилучшим образом. Многие ошибки зависят от специфики конкретного устройства и должны обрабатываться соответствующим драйвером, но структура обработки ошибок не зависит от специфики устройств.
К одному из классов ошибок ввода-вывода относятся ошибки программирования. Они возникают в том случае, если процесс запрашивает что-нибудь невозможное, к примеру запись в устройство ввода информации или чтение из устройства вывода информации. Другие ошибки возникают при предоставлении неверного адреса буфера или указании неверного устройства. На такие ошибки следует весьма простая реакция: вызывающей программе отправляется код возникшей ошибки.
Действия этого программного обеспечения зависят от среды окружения и характера ошибки. Если речь идет о простой ошибке чтения и есть возможность общения с пользователем, то может быть выведено диалоговое окно с вопросом к пользователю, что делать дальше. Варианты могут включать повторение попытки определенное количество раз, игнорирование ошибки или уничтожение вызывающего процесса. Если пользователь недоступен, то, возможно, единственным вариантом будет аварийное завершение системного вызова с указанием кода ошибки.
Распределение и высвобождение выделенных устройств
Некоторые устройства, в любой момент времени могут использоваться только одним процессом. Операционная система должна проверять запросы на использование и принимать их или отвергать в зависимости от доступности запрашиваемого устройства. Простой способ обработки этих запросов заключается в требовании к процессам непосредственно открывать специальные файлы для этих устройств с помощью системных вызовов OPEN. Если устройство недоступно, то системный вызов OPEN потерпит неудачу. Освобождение выделенного устройства происходит после его закрытия с помощью системного вызова CLOSE. Альтернативный подход заключается в использовании специальных механизмов для запроса и освобождения выделенных устройств. Попытка получить в свое распоряжение недоступное устройство приводит не к отказу, а к блокировке процесса, предпринявшего эту попытку. Заблокированные процессы помещаются в очередь. Рано или поздно запрашиваемое устройство станет доступным, и первому процессу из этой очереди будет позволено получить устройство и продолжить свою работу.
Предоставление размера блока, не зависящего от конкретных устройств
У разных дисков могут быть разные размеры секторов. Не зависимое от устройств программное обеспечение должно скрыть этот факт и предоставить расположенным выше уровням унифицированный размер блока, например, рассматривая несколько секторов в качестве одного логического блока. Таким образом, вышестоящие уровни будут работать только с абстрактными устройствами, использующими один и тот же размер логического блока, не зависящий от физического размера сектора. Аналогичным образом некоторые символьные устройства осуществляют побайтовую доставку данных, а другие устройства доставляют данные блоками более крупного размера. Эти различия также могут быть скрыты.
Горячее подключение устройств
Виртуальные драйверы
Драйверы виртуальных устройств представляют собой особый вариант драйверов. Они используются для эмуляции аппаратного устройства, особенно в средах виртуализации, например, когда программа DOS запускается на компьютере Microsoft Windows. Вместо того, чтобы разрешать гостевой операционной системе взаимодействовать с настоящим оборудованием, драйверы виртуальных устройств принимают противоположную роль и эмулируют часть оборудования, так что гостевая операционная система и ее драйверы, запущенные внутри виртуальной машины, имеют только иллюзию доступа к нему. Попытки гостевой операционной системы получить доступ к оборудованию маршрутизируются к драйверу виртуального устройства в операционной системе хоста. Драйвер виртуального устройства также может посылать в виртуальную машину смоделированные события уровня процессора, такие как прерывания.
Читайте также:
