入出力管理

入出力管理
オペレーティングシステム
12/20/07
入出力装置の大分類


ディスク
 ブロック単位に入出力
 固定長データが多い
 ブロックデバイス
端末（ディスプレイ，キーボード）
 文字単位に入出力
 任意長のストリーム
 キャラクタデバイス，ストリームデバイス
入出力管理の目的




多種多様な入出力装置
制御するプログラムが異なる
装置を変更すると，利用者のプログラムも変更
 無理！
利用者のプログラムからは，同じような手順で利
用できるようにする
 統一された操作モデル
 装置の変更の影響を受けない
デバイスドライバ
デバイスドライバ（１）



入出力装置を制御するプログラム
 入出力装置ごとに異なる
入出力装置の追加
 対応するデバイスドライバをオペレーティング
システムに追加
利用者のプログラムは変更なし
デバイスドライバ（２）


入出力の効率化を図る
例ディスク装置へのアクセス
 ヘッドのシーク時間を最小化するような
順序に，アクセスの順序を変更
入出力の効率化
入出力の効率化（１）

入出力装置の動作は，CPUよりも遅い

いろいろな工夫
入力の場合，その時点で
入出力の効率化（２）
必要入力データだけでなく，



ブロッキング
将来必要になるかも知れな
いデータも読み込む
（先読み）
大量の小さなデータは，まとめて大きなデータと
して入出力を行う
例磁気テープ装置
 テープの速度が一定になるまで待つ
 テープ自体（メディア）の効率的利用
入出力の効率化（３）



バッファリング
このような働きをするも
のをバッファと呼ぶ
 割込み参照
利用者のプログラムの出力データ
 メモリに書き込む
 別のプログラムが，メモリから出力装置に送る
入力データ
 必要になるより前に，メモリに読み込む
入出力の効率化（４）



キャッシング
プログラムが入出力したデータ
 装置に送るだけでなく，メモリにも格納しておく
 再度，そのデータを入力する必要が生じたと
きは，メモリのデータを用いる
 ディスクの入出力（ディスクキャッシュ）
本来は，CPU内の高速メモリと主記憶の間で用
いられていたことに対する用語
入出力の効率化（５）





ファイルへの書き込
みが終了すれば，
出力も終了
（場合により，プログ
ラムは終了）
スプーリング
本来はバッチ（一括）処理
遅い入出力装置の
制御をスプーラに任せる
出力データは装置に送るのではなく，ファイルと
して書き出す
スプーラと呼ばれる独立したプログラムが，それ
を装置に送る
入力データもあらかじめ読み込み，ファイルとし
ておく
接続規格
パソコンの入出力装置の接続方法
IDE

最大4台の内蔵ディスクを接続

CD ROMなども可能

共通仕様 ATA（AT Attachment interface）
SCSI

“スカジー”と読む

汎用接続規格

最大8台までの機器をディジーチェーンで接続
 実際は７台
 接続ケーブルの末端にターミネータをつける
パラレルインターフェイス


複数のビットを並行して（同時に）転送
プリンタで利用される（されていた）
 出力データだけでない
USB




汎用接続規格
最大127台まで
電源を入れたままで接続・切離し可
 ホットプラグ
低速・中速機器
 USB2.0で高速機器をサポート
IEEE 1394 （１）

IEEEは“アイトリプルイー”と読む

いろいろな規格がある


IEEE802.11a/b/g 無線LAN
SCSIの後継規格


FireWire （アップル）
i.LINK （ソニー）
IEEE 1394 （２）

デジタル機器同士だけで接続可
 パソコン不要
 DV端子

最大63台

ホットプラグ
演習問題
省略

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