|
Les systèmes d'exploitation utilisent diverses techniques pour gérer les appareils, dans le but d'une utilisation efficace des ressources et d'un fonctionnement fiable. Ces techniques peuvent être globalement classées comme suit :
1. Pilotes :
* Objectif : Le cœur de la gestion des appareils. Les pilotes sont des modules logiciels qui agissent comme une interface entre le système d'exploitation et un périphérique matériel spécifique. Ils traduisent les commandes du système d'exploitation en instructions spécifiques à l'appareil et vice versa.
* Types : Différents pilotes existent pour différents types de périphériques (imprimantes, cartes réseau, lecteurs de disque, etc.) et sont souvent fournis avec le périphérique ou téléchargés séparément.
* Défis : Compatibilité des pilotes (entre les versions du système d'exploitation et les révisions matérielles), installation et mises à jour des pilotes, et conflits de pilotes (plusieurs pilotes réclamant les mêmes ressources).
2. Abstraction de l'appareil :
* Objectif : Masque les complexités des appareils individuels du logiciel d'application. Les applications n'ont pas besoin de connaître les détails du fonctionnement d'un appareil ; ils interagissent avec une interface standardisée fournie par le système d'exploitation.
* Méthodes : Ceci est réalisé grâce à des routines d'E/S (entrée/sortie) indépendantes du périphérique et à des pilotes de périphérique qui présentent une interface cohérente. Cela favorise la portabilité des applications.
3. Gestion des interruptions :
* Objectif : Les appareils utilisent des interruptions pour signaler au système d'exploitation qu'ils nécessitent une attention (par exemple, données prêtes, condition d'erreur). Les interruptions interrompent le flux normal d'exécution du programme et permettent au système d'exploitation de répondre rapidement aux demandes des appareils.
* Mécanisme : Le processeur dispose d'un contrôleur d'interruption qui reçoit les interruptions des périphériques et transfère le contrôle à un gestionnaire d'interruptions au sein du système d'exploitation. Ce gestionnaire détermine la source de l'interruption et prend les mesures appropriées.
4. Accès direct à la mémoire (DMA) :
* Objectif : Permet aux appareils de transférer des données directement vers et depuis la mémoire sans impliquer le processeur. Cela améliore considérablement les performances, en particulier pour les périphériques à haut débit tels que les lecteurs de disque et les cartes réseau.
* Mécanisme : Les contrôleurs DMA gèrent les transferts de données, soulageant ainsi le processeur. La CPU lance le transfert et n'est interrompu que lorsque le transfert est terminé.
5. Planification des entrées/sorties (E/S) :
* Objectif : Gère efficacement plusieurs appareils en concurrence pour les ressources d’E/S. Ceci est crucial lorsque plusieurs appareils demandent un service simultanément.
* Algorithmes : Divers algorithmes sont utilisés, tels que FIFO (First-In, First-Out), SJF (Shortest Job First) et la planification basée sur les priorités. Le choix de l'algorithme dépend des besoins spécifiques et des exigences de performances.
6. Interrogation des appareils :
* Objectif : Le système d'exploitation vérifie périodiquement l'état des appareils pour voir s'ils ont besoin d'être réparés. Moins efficace que les E/S pilotées par interruption mais plus simple à mettre en œuvre. Souvent utilisé pour les appareils qui ne prennent pas en charge les interruptions ou pour les tâches faiblement prioritaires.
7. Gestion de l'alimentation :
* Objectif : Contrôle la consommation électrique des appareils. Ceci est particulièrement important pour les appareils mobiles et les ordinateurs portables afin de prolonger la durée de vie de la batterie.
* Techniques : Inclut des techniques telles que le mode veille, l'hibernation et la mise hors tension sélective des appareils. Le système d'exploitation utilise des politiques de gestion de l'alimentation pour décider quels appareils éteindre et quand.
8. Plug-and-Play (PnP) :
* Objectif : Automatise le processus d'installation et de configuration des appareils. Lorsqu'un nouveau périphérique est connecté, le système d'exploitation le détecte automatiquement, installe le pilote approprié et configure ses ressources.
* Mécanisme : S'appuie sur les informations sur l'appareil fournies par l'appareil lui-même et sur des interfaces standardisées.
9. Gestion des ressources de l'appareil :
* Objectif : Alloue et gère les ressources (adresses mémoire, ports d'E/S, lignes d'interruption) entre les appareils pour éviter les conflits et garantir une utilisation efficace.
* Méthodes : Le système d'exploitation gère un tableau des ressources allouées et garantit qu'aucun appareil ne se voit attribuer la même ressource.
Ces techniques fonctionnent ensemble pour fournir un système de gestion de périphériques robuste et efficace au sein du système d'exploitation. La mise en œuvre spécifique de ces techniques peut varier considérablement entre les différents systèmes d'exploitation, mais les principes sous-jacents restent les mêmes.
|
