Структури даних для вводу-виводу в ядрі ОС

У ядрі ОС зберігається інформація про стан для компонентів вводу-виводу, включаючи таблиці відкритих файлів, мережних з'єднань, стан символьних пристроїв. Вона являє собою велику кількість складних структур даних (черг вводу-виводу й таблиць пристроїв) для контролю буферів, розподілу пам'яті й ін. Реалізація багатьох із цих системних структур використає об'єктно-орієнтовані методи й передачу повідомлень.

Структура модулів вводу-виводу в системі UNIX зображена на рис. 21.5.

ечивает найбільшу ефективність.

Рис. 21.5. Структура модулів вводу-виводу в ядрі UNIX.

Життєвий цикл запиту на ввід-вивід

Розглянемо більш докладно процес читання з дискового файлу. Він складається з наступних етапів:

· Визначається пристрій, на якому зберігається файл;

· Виконується трансляція імені в подання пристрою;

· Фізично лічені дані з диска розміщаються в буфері;

· Дані стають доступними для їхнього процесу, що запросив;

· Керування повертається процесу.

Продуктивність вводу-виводу

Ввід-вивід - важливий фактор у продуктивності системи. Є декілька факторів, що визначають, наскільки ввід-вивід критичні по ефективності в системі:

· Ввід-вивід жадає від процесора виконання драйвера пристрою - коду рівня ядра ОС;

· Необхідно виконувати контекстні перемикання, пов'язані з перериваннями;

· Необхідно виконувати копіювання даних.

Особливо напруженим у будь-якій комп'ютерній системі є мережний трафик, тому що його швидкість фактично визначає швидкість і продуктивність роботи всієї розподіленої системи (наприклад, роботи з вилученими файловими системами), а також швидкість одержання інформації з Інтернету або корпоративної мережі.

Лекція 18. Мережі й мережеві структури. Класичні и сучасні мережеві комунікаційні протоколи

План

· Мотивація використання мереж

· Топології мереж

· Типи організації мереж

· Комунікація в мережах.

· Протоколи коммуникації

· Мережі Ethernet

· Протокол TCP/IP

· Стійкість мереж до помилок – виявлення помилок и реконфігурація мереж

· Функционирование Ethernet-сетей

· Некоторые современные сетевые протоколы

· Семейство протоколов Wi-Fi (IEEE 802.11x)

· Обмен мгновенными сообщениями (Instant Messaging and Presence)

 

Розподілені системи

Мотивація мереж. Використання комп'ютерів у сучасних умовах здійснюється не ізольовано, а в розподілених системах і мережах – домашньої або офісної локальної мережі, мережі Інтернет, корпоративних мереж й ін. На рис. 22.1 показано структуру типової розподіленої системи.

Рис. 22.1. Розподілена система.

Користувач із сайту B працює із сервером, розташованим на сайті B. На сайті C користувачам надані корисні ресурси.

Таким чином, використання мереж і мережних структур має наступну мотивацію:

· Спільне використання ресурсів. Ресурси, надавані різними вузлами (сайтами) мережі, можуть спільно використатися всіма її сайтами.

· Спільне використання й публікація файлів на вилучених сайтах. Мережі дозволяють користувачам публікувати інформацію на вилучених сайтах для її використання іншими користувачами мережі.

· Обробка інформації в розподіленій базі даних. За допомогою мереж користувачам надаються вилучені й розподілені бази даних з різноманітною інформацією з області бізнесу, економіки, утворення, туризму й ін.

· Використання вилучених спеціалізованих пристроїв. Через мережу користувачі можуть звертатися до спеціалізованих пристроїв, відсутнім на їхніх локальних комп'ютерах - наприклад, принтерам.

· Прискорення обчислень – розподіл завантаження. З використанням мережі можуть бути організовані розподілені обчислення, у яких кожен вузол мережі вирішує свою частину завдання, завдяки чому обчислення можуть бути значно прискорені.

· Надійність – виявлення відмови машини, реінтеграція машини, що відмовила. Мережні архітектури дозволяють у випадку збоїв або відмов одного з вузлів мережі (наприклад, сервера) перерозподілити його робоче навантаження на інший аналогічний вузол мережі й вивести дефектний вузол з конфігурації мережі, з метою його наступного ремонту або заміни.

· Комунікація – за допомогою передачі повідомлень. Мережа - зручний спосіб комунікації, ділового й особистого спілкування.