Что такое принцип и как работает Plug and Play?

Что такое и как работает Plug and Play ?

Когда вы включаете операционную систему, поддерживающую принцип Plug and Play (дословно с английского означает «подключил и заработало»), первостепенным арбитром, ответственным за слаженную работу Windows и «железо» ПК является, как, вы уже знаете, BIOS. Этот принцип, конечно, одинаков для всех ОС с пользовательским интерфейсом. Она, Windows,  изыскивает оборудование в чреве компьютера на предмет правильности работы и минимального его набора для корректного исполнения возлагаемых задач со стороны пользователя. BIOS определяет эти устройства, основываясь на их индивидуальных показателях (идентификаторах) – кусочках кода, которые прошиты в чипы памяти устройств. После считывания информации об устройстве, BIOS передаёт контроль Windows. Это вы тоже знаете.

Plug and Play . Что дальше?

Для понимания дальнейших процессов введём ещё пару понятий. В работу вступает специальный инструмент операционной системы – конфигуратор Windows. Настоящее его название модуль управления конфигурацией. В Windows именно он отвечает за ведение системного реестра – спинного мозга системы. Так вот, это самый конфигуратор добавляет к своим же записям драйверы специальных устройств, которые называются нумераторы. Нумератор – программка, которая выполняет роль интерфейса между операционной системой и каким-то устройством. Существуют нумераторы шин, портов, специальной шины SCSI (интерфейс малой компьютерной системы) и множество других. Windows во время работы постоянно опрашивает нумераторы об идентификации устройства, с которым нумератор будет работать, и что этому устройству будет необходимо для работы.

Собрав всю информацию с нумераторов, система записывает её на хранение в дерево аппаратных средств – базу данных, хранящихся в оперативной памяти. Сразу после этого необходимо проверить дерево на отсутствие аппаратных конфликтов. Попросту говоря, для каждого устройства должно работать своё прерывание, своя «ирка». Windows и принимает решение, какое из прерываний для какого из устройств назначить. Нумераторы просто сохраняют эту информацию (информацию о распределении ресурсов) в программируемых регистрах (ячейках кэш-памяти чипов).
Наконец, система начинает искать подходящий для каждого из устройств драйвер. Драйвер, напомню, это кусок кода, который сообщает системе информацию об устройстве. Если Windows не находит драйвер, она сразу пытается его установить. Когда драйверы загружены, система сообщает устройству  через его драйвер, какими ресурсами пользоваться. Драйвер включает в работу своё устройство, система полностью загрузилась. Вы увидели вплывающее окно, которое гласит: «Устройство установлено и готово к использованию». Можно работать.

Вот как описывает принцип Plug and Play  Microsoft в пояснениях к схеме:

Plug and Play

Исходное состояние После того, как управляющая программа Plug and Play привязала необходимые аппаратные ресурсы к устройству, она посылает пакет запроса ввода-вывода (IRP), указывая, что все драйверы устройства приведены в состояние боевой готовности. Устройство могло быть только что установлено и запускается впервые, а может было перезапущено после остановки в его работе при повторном балансировании элементов интерфейса системы (под лихо закрученной последней фразой понимается пероформление, например, списка устройств в окне Мой компьютер при добавлении нового устройства к системе).

Подготовка к отключению Управляющая программа Plug and Play посылает запрос драйверу, чтобы тот убрал из системы программное обеспечение удаляемого устройства. Система это делает в тот момент, когда пользователь удаляет устройство с помощью функции «Удаление устройства из системы», щёлкая по значку в трее, сразу и без предупреждения выдёргивает шнур USB из гнезда или пытается обновить драйверы устройства.

Немедленное (внзапное) отключение  Ууправляющая программа Plug and Play посылает запрос драйверу, оповещая его, что устройство удалено из системы. В ответ драйвер прекращает подачу питания на устройство и предпринимает дополнительные (если необходимо) меры по удалению устройства
Подготовка к удалению Управляющая программа Plug and Play посылает запрос драйверу, может ли он сейчас остановить устройство. Если все загруженные для этого устройства драйверы отвечают утвердительно, они же и вводят устройство в состояние «Устройство может быть удалено».

Состояние «Выключено» Управляющая программа Plug and Play держит драйверы устройства  в состоянии готовности ко включению.

Ещё статьи о том, как работает компьютер.

 Успехов.

Запись опубликована в рубрике Железяка. Добавьте в закладки постоянную ссылку.

2 комментария на «Что такое принцип и как работает Plug and Play?»

  1. Роман говорит:

    Подскажите пожалуйста! Можно ли программно имитировать разрыв и новое соединения usb контакта?

  2. GodKnows говорит:

    Как я понял вопрос, такие моменты легко решаются через Диспетчер устройств. Можно выбрать нужное устройство, подключённое к USB, и выключаем\включаем. Соответственно, вероятно и существует утилита через API Windows, производящая такое действие. Но на ум и память ничего, если честно, не приходит.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

13 + 8 =