Előző
A számítógépek körül egyre többféle olyan készüléket találunk, amelyekkel közvetlen kapcsolatban van. Ezek a készülékek feladataikat, szerkezetüket, működési elvüket tekintve rendkívül sokfélék lehetnek.
A perifériákat egyrészt jellegzetes feladatköreik szerint csoportosíthatjuk, amelyek a következők lehetnek:
-
ember–gép kapcsolat,
-
gép–gép kapcsolat,
-
adattárolás.
Jellemző tendencia, hogy egyre újabb, a korábbiakra alig emlékeztető készülékek jelennek meg, amelyeknek együtt kell működniük a számítógéppel. Ugyanakkor – szerencsére – a készülékek csatlakoztatásának szabványosodása is megfigyelhető. Ugyancsak jellemző tendencia, hogy a perifériák egyre intelligensebb saját vezérlőegységgel rendelkeznek, így a kapcsolatokban is egyre magasabb szintű, a részleteket elfedő modellt láttatnak magukból. Mindennek eredményeként a fenti, funkcionális különbség a kapcsolat alacsony szintű rétegeiben nem ismerhető fel, ott minden eszköz a gép–gép kapcsolat sajátosságai és szabványai szerint kezelhető.
A következő csoportosítási szempont a perifériák működési sebessége lehet. Többségük mechanikus alkatrészeket is tartalmaz, ezért a perifériák működési sebessége (például feldolgozott bájt/s mértékegységben) általában lényegesen alatta marad a processzorok sebességének. Különösen azok az eszközök lassúak, amelyek működési sebességét emberi reakcióidők határozzák meg. Más esetekben azonban – főként célrendszerek, speciális alkalmazások gép–gép kapcsolataiban – a külső eszközként kezelt műszerek, érzékelők, egyéb készülékek olyan gyorsak, hogy a számítógéphez való illesztésük speciális megoldásokat igényel.
A készülékek jellegzetes sebességkategóriái (a felsorolás sorrendjében egyre gyorsabbak):
-
emberi beavatkozást igénylő készülékek,
-
mechanikus, elektromechanikus készülékek,
-
elektromos, elektronikus készülékek,
-
optikai készülékek,
-
részecskefizikai készülékek.
Ismét más csoportosítási szempont a készülékek vezérelhetősége. Vannak eszközök, amelyek (természetesen adott sebességi korlátokon belül) a számítógép által meghatározott ütemben képesek adatok küldésére vagy fogadására. Más eszközöknél ellenben éppen az jelenthet gondot, hogy egy hosz-szabb adatfolyamot csak saját ritmusukban képesek kezelni. Ilyenek például a hagyományos rendszerekben a diszkek a lemez folyamatos forgása miatt, vagy a mai rendszerek multimédiás, audio/video jelfolyamait közvetítő eszközök, a külső tv-adás számítógépes fogadásának, vagy számítógépes mozgókép tv-adásba történő közvetítésének eszközei. Ha a számítógép oldalán nem tudunk igazodni a készülék által diktált ütemhez (szinkronhoz), adatvesztés lép fel, és az átvitel egyáltalán nem, vagy csak jelentős időveszteséggel ismételhető meg.
Az operációs rendszer készítőjének szempontjából újabb rendező elv lehet az egyes készülékek illesztési módja a számítógéphez. A számítógép hardver általában különböző készülékvezérlők alkalmazásával oldja meg a készülékek és a tár közötti adatcserét. Egyes vezérlők csak egy-egy eszközt felügyelnek, mások egy külön sínrendszeren több eszközt kezelnek. Egyes vezérlők önálló processzorral és mikrokóddal, jelentős memóriával rendelkezhetnek, mások csupán néhány regisztert (adat ki-/bemenet, parancs, státus) és sínillesztő áramköröket tartalmaznak (portok). Egyes eszközök csak B/K-címeket használnak, mások memóriába ágyazott címeket, vagy azokat is. Egyes eszközök állapotjelzőit programozottan kell lekérdezni (polling), mások megszakításkéréssel jeleznek egy-egy eseményt. Egyes eszközök bájtonként vagy szavanként igényelnek processzorműveletet, mások blokkonként cserélnek adatot a memóriával (DMA).
Ez az utóbbi szempont nemcsak az illesztés, hanem a magasabb szintű kezelés során is előtérbe kerül. A készülék és a számítógép közötti adatfolyam jellege szerint ugyanis a készülékek karakteres vagy blokkos átvitellel működtethetők.
A bemutatott csoportosítás is érzékelteti, hogy az operációs rendszer által kezelt készülékek rendkívül sokfélék, ráadásul további, nehezen tipizálható tulajdonságokkal is rendelkeznek. Hogyan lehet ezeket a készülékeket a kezelői és programozói felületen egységesen megjeleníteni?
Az egységes felület kialakításának elve, hogy találjuk meg a lényeges közös vonásokat, és rejtsük el a részleteket, ruházzuk a megfelelő felelősségeket az architektúra alacsonyabb szintjeire. A készülékek esetén elég sok elrejteni való akad, és elég kevés a tipizálható, általánosítható funkció. A készülékkezelő (device driver) programokra meglehetősen sok feladat marad.
Előző