Центральный процессор и память — не единственные ресурсы, которыми должна управлять операционная система. С ней также активно взаимодействуют и устрой­ства ввода-вывода информации. Устройства ввода-вывода обычно состоят из двух компонентов: самого устройства и его контроллера. Кон­троллер представляет собой микросхему или набор микросхем, которые управ­ляют устройством на физическом уровне. Он принимает от операционной си­стемы команды, например считать данные с помощью устройства, а затем их выполняет.

Достаточно часто непосредственное управление устройством очень сложно и требует высокого уровня детализации, поэтому задачей контроллера является предоставление операционной системе простого (но не упрощенного) интерфейса. Например, контроллер диска может получить команду прочитать сектор 11 206 с диска 2. Получив команду, контроллер должен преобразовать этот простой поряд­ковый номер сектора в номер цилиндра, сектора и головки. Операция преобразо­вания может быть затруднена тем, что внешние цилиндры имеют больше секторов, чем внутренние, а номера «плохих» секторов отображаются на другие секторы. За­тем контроллер должен определить, над каким цилиндром сейчас находится привод головок, и выдать последовательность импульсов, чтобы он переместился вперед или назад на требуемое количество цилиндров. Далее необходимо дождаться, пока нужный сектор не попадет под головку, а затем приступить к чтению и сохране­нию битов по мере их поступления из привода, удаляя заголовки и подсчитывая контрольную сумму. В завершение он должен собрать поступившие биты в слова и сохранить их в памяти. Для осуществления всей этой работы контроллеры часто содержат маленькие встроенные компьютеры, запрограммированные на выполне­ние подобных задач.

Другим компонентом является само устройство. Устройства имеют довольно простые интерфейсы, поскольку, во-первых, они обладают весьма скромными воз­можностями, а во-вторых, они должны отвечать общим стандартам. Соблюдение последнего условия необходимо для того, чтобы, к примеру, любой контроллер IDE-диска смог работать с любым IDE-диском. IDE означает встроенный интер­фейс накопителей — Integrated Drive Electronics, и диски такого типа являются стандартными для многих компьютеров. Поскольку фактический интерфейс устройства скрыт его контроллером, операционная система видит только интер­фейс контроллера, который может существенно отличаться от интерфейса самого устройства.

Так как все типы контроллеров отличаются друг от друга, для управления ими требуется различное программное обеспечение. Программа, предназначенная для

общения с контроллером, выдачи ему команды и воспринятая поступающих от него ответов, называется драйвером устройства. Каждый производитель контроллеров должен поставлять вместе с ними драйверы для каждой поддерживаемой операци­онной системы. Например, сканер может поступить в продажу с драйверами для операционных систем Windows 2000, Windows XP, Vista и Linux.