Cтраница 2
На самом раннем этапе целью систем управления вводом-выводом было достижение высокой скорости ввода-вывода многих потоков данных таким способом, чтобы освободить ( насколько это возможно) центральную часть вычислительной системы от ввода-вывода для выполнения чисто вычислительных функций, достигая одновременного выполнения вычислений и функций ввода-вывода. К тому времени, когда были найдены пути достижения данной цели, стало появляться все больше разнообразных устройств ввода-вывода, что переключило внимание разработчиков систем на новую и более трудную проблему: как помочь пользователю разрабатывать и исполнять программы с максимально возможной независимостью от внешних устройств. Достижение этой цели часто было болезненным и дорогостоящим, в особенности потому, что данная цель была полностью несовместима с предыдущими проектами систем управления вводом-выводом. [16]
В системе Турбо Паскаль определен ряд стандартных модулей TPU. Они обеспечивают функции ввода-вывода, работы со строками, управления экраном дисплея, работы с принтером и т.п. В процессе работы компилятора система генерирует коды только для строк, не содержащих вызов каких-либо функций, а вместо генерации кодов для этих функций подключает ( уже в процессе компоновки) соответствующий стандартный модуль. [17]
Операторы ввода-вывода обеспечивают связь программы с внешним миром. Для выполнения функций ввода-вывода обычно применяется большое число разнообразных устройств и различные способы организации информации. [18]
Функции ввода - вывода бывают либо программно-управляемыми, либо осуществляются по прерыванию. В первом случае функции ввода-вывода обычно реализуются системными программными средствами, а данные пересылаются к внешним устройствам и от них по шине ввода-вывода. Шина оснащена схемой, которая может дешифровать адрес конкретного внешнего устройства для осуществления пересылки к нему данных. В некоторых ЭВМ используется прямая адресация устройств и посредством указанной схемы данные передаются на это устройство в течение отведенного для него времени в цикле синхронизации. Этот способ передачи носит название временного мультиплексирования. Скорость ввода-вывода может быть различной и ограничивается тем обстоятельством, что ЦП должен постоянно опрашивать каналы связи с внешними устройствами, чтобы определить, какие именно устройства требуют обслуживания. [19]
После уяснения определенных принципов кибернетики становится понятно, что деятельность по обработке данных использует некоторые общие механизмы. Главными среди них являются функции ввода-вывода и регулирования. Обратная связь в своем конструктивном проявлении в виде отрицательной обратной связи является корректирующим механизмом регулятора или просто регулятором. [20]
Особенности физических устройств прямого доступа закрываются от ДС функциями логического ввода-вывода, которые оперируют в терминах файлов и логических записях. Учет характеристик устройств обеспечивается на более глубоком уровне - уровне физического обмена. Поэтому обмен с логическими дисками в ДС не вызывает никаких дополнительных требований к структуре ядра ОС. [21]
Внешние устройства подключаются к процессору через каналы ввода-вывода, снабженные стандартным интерфейсом ( см. гл. Два селекторных и мультиплексный каналы являются стандартным оборудованием, обеспечивающим функции ввода-вывода информации. В типовом комплекте машины первый селекторный канал обладает повышенной пропускной способностью и предназначен для работы с внешней памятью на магнитном диске. [22]
Аппаратура сопряжения является принадлежностью ПВВ. В этом случае достигается минимизация оборудования и более полный объем реализации функций ввода-вывода в ПВВ. Однако, так как интерфейс между основной памятью, центральным процессором и системой ввода-вывода ( каналами) в ЕС ЭВМ не нормирован и в каждой модели является уникальным, такой ПВВ может быть использован только для одной модели; для любой другой аппаратура сопряжения должна разрабатываться заново. [23]
Для получения высокого уровня мобильности программ в компиляторе Паскаля, разработанном фирмой Whitesmiths Ltd, в значительной степени использована технология, описанная в этой книге. Взаимодействие с операционной системой осуществляется с помощью дюжины примитивных функций, все функции ввода-вывода переведены в единую внутреннюю форму, аналогичную используемой в этой книге; весь системный интерфейс поддерживает перенаправление файлов командной строке, а препроцессор для подключения файлов и макроопределений является частью стандартного языкового пакета. Следовательно, большая часть работы по обеспечению интерфейса с инструментальными средствами, приведенными в книге, состоит в небольших изменениях соглашений об именах и типов аргументов. [24]
Так как каждая модификация УВА и УВД является конструктивно и электрически самостоятельной, то они могут совмещаться между собой в различных сочетаниях, а также находиться в одной стойке с любыми другими периферийными устройствами. Однако следует стремиться располагать, блоки, выполняющие функции ввода аналоговых сигналов, а также функции ввода-вывода дискретных сигналов, ближе друг к другу. [25]
Однопользовательская операционная система допускает использование периферийных устройств в любой момент лишь одной программой. Параллельные однопользовательские операционные системы разделяют ресурсы системы между программами, запоминая состояния машины для каждой программы в отдельности. Функции ввода-вывода также разделяются между прикладными программами, взаимодействие которых при этом незначительно. [26]
Библиотечные программы для выполнения ввода и вывода должны поставляться с каждой реализацией Модулы-2. Эти программы написаны и настроены для каждой конкретной машины и операционной системы, на которой будет выполняться реализация. Таким образом, функции ввода-вывода предоставляются программам на Модуле-2, хотя они не составляют часть самого языка. В последующих разделах этой главы будет показано, что результат получается такой же, как если бы эти предложения были частью языка. Никаких трудностей не возникает, если только каждой реализации Модулы-2 предоставляются рекомендуемые стандартные библиотечные модули. [27]
Существует понятие прозрачной иерархии, где с любого верхнего уровня доступен любой нижний, но не наоборот. Такая иерархия оказывается полезной, например, для организации интерфейсов пользовательской программы с различными структурными элементами системы ввода-вывода. Если эти три уровня функций ввода-вывода разнесены по различным уровням общей иерархической структуры, то механизму разблокирования придется обращаться к механизму работы с блоками, а ему в свою очередь - к механизму управления устройствами. В том случае, когда пользователь захочет воспользоваться услугами самого верхнего из описанных уровней, ему следует обратиться к системе с макрокомандой GET. [28]
Есть ли какие-нибудь потери из-за кодировки подпрограмм поддержки ввода-вывода. Например, поддержка ввода-вывода может выполнять большое число команд для того, чтобы определить, что полученная команда сформирована правильно. Сортировка могла бы выполнять функцию ввода-вывода без таких проверок, так как раз она оттестирована и отлажена, то ее формы чтения-записи известны. Аналогично, может быть необходимо выявить некоторые подфункции в универсальном пакете поддержки на идентификацию которых подпрограмме ввода-вывода сортировки не надо тратить время, потому что они не могут встретиться. [29]
Как мы увидим позже, в языке C предусмотрены средства сохранения типов данных при вводе-выводе. Каждая операция ввода-вывода осуществляется способом, чувствительным к типу данных. Если для какого-то типа данных должным образом была определена функция ввода-вывода, то именно она автоматически вызывается для обработки этого типа данных. [30]