1. Drivere fizice Universitatea Politehnica Bucuresti
Facultatea de Electronica, Telecomunicatii si Technologia Informatiei
Drivere fizice
Proiect pentru cursul Sisteme de Operare Avansate
Profesor Coordonator: prof. univ. dr. ing. Ştefan Stăncescu
Student: Grigore Mihai Daniel
IISC – anul I
Anul universitar

2. Cuprins Definitie Driver Drivere generice si specifice
Functionalitatea driverelor
Definitie Kernel
Instalarea un driver pe sistemul de operare
Driverele si operatia de Input/Output
Metode de a limita impactul driverelor cu erori
Concluzii

3. 1. Definitie driver
În sistemele de operare, driverul este un program de calculator care are rolul de a actiona ca o interfață între o componentă hardware și sistemul de operare. Comenzile pentru componentele hard sunt trimise de la diferite programe cu ajutorul sistemului de operare.
Un driver comunica cu dispozitivul tinta prin un bus al calculatorului sau prin un subsistem de comunicatii.

4. 2. Drivere generice si specifice
O clasificare a driverelor in functie de producator este: drivere generice si drivere specifice.
Primul tip de driver generic este driverul scris de compania producătoare de chip-ul hardului. Aceste drivere sunt cele mai eficiente, pentru că programatorii au acces direct la specificațiile tehnice ale hardware.
Al doilea tip de drivere generice sunt creeate de compania care a lansat sistemul de operare. Pentru acest produs se pune accent pe compatibilitate cu sistemul de operare, pe fiabilitate. Este mai putin importanta performanța componentei hard.

5. 2. Drivere generice si specifice
Driverele specifice sunt lansate de către companiile care asamblează hardware pentru calculator. Ele pleaca ca concept de la driverele generice de tipul I. Dezavantajul acestor drivere este că ele sunt lansate mult dupa driverele generice de tipul I.

6. 3. Functionalitate drivere
Cele mai cunoscute tipuri de drivere ( clasificate dupa functionalitate) sunt:
BIOS (basic input/output system)
Driverele de pe placa de baza
Driverele fizice
Driverele virtuale

7. 4. Avantajele driverelor
Arhitectura celor mai multe calculatoare la nivelul limbaj de masina este dificil de programat .
De exemplu, pentru hard disk-urile de tip SATA, programarea acestuia la nivel hardware este complexa.
Driverul de disk propune o interfata de citire si scriere cu disk-ul, care simplifica programarea discului SATA.

8. 5. Definitie Kernel
Kernel-ul este un program de calculator care este principala componenta a sistemului de operare, cu un control complet fata de tot ce e in sistem.

9. 6 . Instalarea un driver pe sistemul de operare
In cele mai multe cazuri, driverul este pus in sistemul de operare ca sa functioneze in kernel mode.
Totusi, unele drivere pot sa functioneze in afara kernelului , iar sisteme de operare ca Linux sau Windows ofera suport acum pentru acest lucru.
MINIX 3 ruleaza driverele in spatiul de utilizator. Driverele in spatiul utilizator trebuie sa aiba posibilitatea sa comunice cu dispozitivul intr-un mod controlabil.

10. 6 . Instalarea un driver pe sistemul de operare
Exista trei modalitati ca un driver sa fie pus in kernel:
1. Se integreaza noul driver in kernel si apoi sa se restarteze sistemul. Multe sisteme de operare UNIX vechi lucreaza asa.
2. Se face o cerere pentru un driver si apoi se reseteaza sistemul. Dupa bootare, sistemul de operare gaseste driverul de care are nevoie si il incarca. Sistemul Windows functioneaza in acest fel.
3. Se instaleze driver-ul fara a fi nevoie de o resetare a masinii. Aceasta modalitate este foarte populara acum.Se foloseste la instalarea driverelor USB.

11. 7. Driverele si operatia de Input/Output
Operatia de I/O se poate face in trei feluri:
1. Busy wating
2. Cu intreruperi
3. DMA ( Direct Memory Acces)

12. 7. Driverele si operatia de Input/Output: Busy Waiting
Kernel-ul ii transmite driverului un o sarcina de la un program de utilizator.
Driver-ul incepe I/O si asteapta pana cand se termina transferul. Atunci cand I/O s-a terminat, driver-ul pune data unde e nevoie.
Dezavantajul este ca CPU ramane ocupat pana cand se termina transferul.

13. 7. Driverele si operatia de Input/Output: Intreruperi
Driver-ul deschide device-ul si ii cere sa ii dea o intrerupere cand termina transferul. Astfel, driver-ul poate sa returneze datele. Atunci cand controller-ul detecteaza sfarsitul transferului, genereaza o intrerupere.

14. 7. Driverele si operatia de Input/Output: DMA
DMA poate controla directia bitilor intre memorie si controllere fara interventia constanta a CPU.
CPU seteaza DMA, spunand-ui cati bytes sa transfere, device-ul si adresele de memorie implicate si directia.
Atunci cand DMA este gata, cauzeaza o intrerupere care este procesata.

15. 8 .Metode de a limita impactul driverelor cu erori
Pentru a minimiza efectele unui driver cu buguri , se folosete designul cu microkernels.
Microkernel-urile se folosesc in situatiile in care este nevoie de fiabilitate mare. Sistemul de operare se imparte in module mici in care doar unul ruleaza ca kernel si restul lucreaza ca procese de utilizator.

16. 8.Metode de a limita impactul driver-elor cu erori
Un exemplu ar fi sistemul de operare MINIX 3. In afara de driverele de Clock, restul de drivere sunt in modul utilizator

17. 9. Concluzii
Driverul este un software care are rolul de a actiona ca o interfață între o componentă hardware și una software.
O clasificare a driverelor in functie de producator este: drivere generice si drivere specifice.
Cele mai cunoscute tipuri de drivere (clasificate dupa functionalitate) sunt: BIOS , driverele de pe placa de baza, driverele fizice, driverele virtuale.
Inputurile si Outputurile pot fi de trei tipuri: busy waiting, cu intreruperi, DMA.
Se folosesc microkernel-uri pentru a evita erori de sistem.

18. Bibliografie
Andrew Tanenbaum, Herbert Bos, Modern Operating systems, Forth edition
Oracle Drivers Database documentation
Kadav,Swift,” Understanding Modern Device Drivers”, University of Wisconsin-Madison, Computer Science department.