فایل ورد کامل مقاله مدیریت ورودی و خروجی (Input Output Management)؛ تحلیل علمی، فنی و نقش آن در سیستم‌های رایانه‌ای

توجه : به همراه فایل word این محصول فایل پاورپوینت (PowerPoint) و اسلاید های آن به صورت هدیه ارائه خواهد شد

 فایل ورد کامل مقاله مدیریت ورودی و خروجی (Input Output Management)؛ تحلیل علمی، فنی و نقش آن در سیستم‌های رایانه‌ای دارای ۲۶ صفحه می باشد و دارای تنظیمات و فهرست کامل در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد فایل ورد کامل مقاله مدیریت ورودی و خروجی (Input Output Management)؛ تحلیل علمی، فنی و نقش آن در سیستم‌های رایانه‌ای  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

توجه : توضیحات زیر بخشی از متن اصلی می باشد که بدون قالب و فرمت بندی کپی شده است

بخشی از فهرست مطالب پروژه فایل ورد کامل مقاله مدیریت ورودی و خروجی (Input Output Management)؛ تحلیل علمی، فنی و نقش آن در سیستم‌های رایانه‌ای

اصول سخت افزاری I/O

سازمان عمل ورودی/ خروجی
تکامل عمل ورودی/ خروجی
دسترسی مستقیم به حافظه
اصول نرم افزاری I/O
بن بست
الف) قابل پس گرفتن PREEMPTABLE
ب) غیر قابل پس گرفتن NON PREEMPTABLE
شرایط بن بست
کشف بن بست
ترمیم
اجتناب از بن بست
پیشگیری از بن بست
انحصار متقابل
نگهداری و انتظار
قبضه نکردن
انتظار مدور
میانگیری ورودی/ خروجی
تک میانگیر
ورودی/ خروجی در UNIX
حافظه پنهان میانگیر
صف نویسه ها
ورودی/ خروجی در WINDOWS NT
مولفه های پایه ای ورودی/ خروجی
ورودی/ خروجی همگام و ناهمگام
منابع

یکی از عملکردهای بسیار مهم و اصلی سیستم عامل کنترل و مدیریت دستگاههای ورودی/ خروجی (I/O) در کامپیوتر است. سیستم عامل باید فرمانهایی را به این دستگاهها بفرستد، وقفه ها را بگیرد و خطاها را اداره کند. و همچنین باید یک رابط بین دستگاهها و بقیه سیستم به منظور استفاده ساده تر از آنها فراهم نماید

اصول سخت افزاری I/O

دید افراد مختلف نسبت به سخت افزار I/O متفاوت است. مهندسین برق و الکترونیک آن را بصورت مدارهای مجتمع، مدار چاپی، منابع تغذیه، موتورها و دیگر اجزاء فیزیکی تشکیل دهنده سخت افزار می بینند. برنامه نویسان آن رابه شکل واسطه ارائه شده به نرم افزار، فرامین مورد قبول سخت افزار، توابع قابل اجرا و خطاهای احتمالی و گزارش آنها می بینند. از یک دیدگاه، دستگاههای ورودی/ خروجی بطور کلی به دو دسته تقسیم می شوند

۱- دستگاههای بلوکی BLOCK DEVICE

۲- دستگاههای کارکتری CHARACTER DEVICE

یک دستگاه بلوکی وسیله ای است که اطلاعات را در یک بلوک با اندازه معین ذخیره می کند که هر کدام با آدرس خودشان مشخص شده اند. حدود اندازه بلوک‌های معمولی از ۵۱۲ بایت تا ۳۲۷۶۸ بایت می باشند خاصیت اساسی یک دستگاه بلوکی این است که خواندن و نوشتن هر بلوک را بطور مستقل از بقیه ممکن می سازد دیسکها از متداولترین دستگاههای بلوکی هستند

نوع دیگری از دستگاههای ورودی/ خروجی، دستگاههای کارکتری است. یک دستگاه کارکتری یک جریان از کارکترها را بدون توجه به هیچ ساختار بلوکی، دریافت نموده و یا تحویل می دهد، بنابراین قابلیت آدرس دهی و جستجو در آن وجود ندارد. چاپگرها، واسطه های شبکه، موشواره ها و دیگر دستگاههایی که شبیه دیسک نیستند، به عنوان دستگاه کارکتری در نظر گرفته می شوند. از دیدگاه دیگر دستگاههای ورودی/ خروجی به سه طبقه تقسیم می شوند

۱- قابل خواندن توسط انسان

مناسب برای ارتباط با کاربر، مانند پایانه های نمایش دهنده تصویر، صفحه کلید و…

۲- خواندن توسط ماشین

مناسب برای ارتباط با وسائل الکترونیکی، مانند گردانندهای دیسک و نوار، حس کننده‌ها، کنترل کننده ها و محرکها

۳- ارتباطات

مناسب برای ارتباط با دستگاههای دور مانند، گرداننده های دیجیتالی خط و مودمها. تفاوتهای زیادی در بین هر طبقه وجود دارد که مهمترین آنها عبارتند از

نرخ انتقال، کاربرد، پیچیدگی کنترل، واحد انتقال، نمایش داده ها، شرایط خطا

سازمان عمل ورودی/ خروجی

الف) ورودی/ خروجی برنامه ریزی شده: پردازنده یک فرمان ورودی/ خروجی را از جانب فرایندی به یک مولفه ورودی/ خروجی صادر می کند. سپس آن فرایند قبل از ادامه، تا کامل شدن عمل ورودی/ خروجی به انتظار می ماند

ب) ورودی/ خروجی مبتنی بر وقفه: پردازنده یک فرمان ورودی/ خروجی را از  جانب فرایند صادر می کند، سپس به اجرای دستورالعملهای بعدی ادامه می دهد و با کامل شدن عمل ورودی/ خروجی یا وقفه مولفه ورودی/ خروجی مواجه می شود. دستورالعملهای بعدی می توانند از همان فرایند باشند البته به شرطی که فرایند نیازی به انتظار برای تکمیل ورودی/ خروجی نداشته باشد. در غیر این صورت فرایند در انتار وقفه معلق می گردد و کار دیگری انجام می گیرد

پ) دسترسی مستقیم به حافظه DMA: مولفه DMA تبادل داده ها بین حافظه اصلی و مولفه ورودی/ خروجی را کنترل می کند. پردازنده تقاضایی برای انتقال یک بلوک از داده ها را به مولفه DMA می فرستد و فقط پس از انتقال کل بلوک مورد وقفه قرار می گیرد

تکامل عمل ورودی/ خروجی

می توان گامهای تکاملی را بصورت زیر خلاصه نمود

۱- کنترل دستگاه جانبی بطور مستقیم

۲- یک کنترل کننده یا مولفه ورودی/ خروجی افزوده شده است. پردازنده از ورودی/ خروجی برنامه ریزی شده بدون وقفه استفاده می کند. با این گام پردازنده از جزئیات اختصاصی واسط های دستگاه خارجی جدا می گردد

۳- همان پیکربندی گام دوم، ولی این بار از وقفه استفاده شده است. دیگر وقت پردازنده تلف نمی شود

۴- از طریق DMA کنترل مستقیم حافظه به مولفه ورودی/ خروجی داده شده است. حال می توان بلوکی از داده را بدون دخالت پردازنده به/ از حافظه انتقال داد

۵- مولفه ورودی/ خروجی تا حد پردازنده ای مجزا، با مجموعه ای دستورالعملهای خاصی برای ورودی/ خروجی ارتقاء یافته است. پردازنده مرکزی (CPU)، پردازنده ورودی/ خروجی را برای اجرای برنامه ورودی/ خروجی از حافظه هدایت می کند، پردازنده ورودی/ خروجی این دستورالعملها را بدون دخالت پردازنده مرکزی واکنشی و اجرا می کند

۶- مولفه ورودی/ خروجی دارای حافظه محلی اختصاصی و در واقع به نوبه خود یک کامپیوتر است. با این معماری، مجموعه بزرگی از دستگاههای ورودی/ خروجی با حداقل دخالت پردازنده مرکزی می تواند کنترل شود

دسترسی مستقیم به حافظه