ENTRADA/SALIDA. Relación Programa - Sistema Operativo - Hardware

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1 ENTRADA/SALIDA UPCO ICAI Departamento de Electrónica y Automática 1 Relación Programa - Sistema Operativo - Hardware Mi programa no maneja directamente el hardware El sistema operativo es el que maneja el hardware (a través de driver) El compilador incorpora unas bibliotecas de funciones que saben hablar con el Sistema Operativo (Llamada al sistema operativo) para que éste hable con el hardware PROGRAMA SISTEMA OPERATIVO HARDWARE ImpResultados() printf() Llamada al SO Driver Mi función que quiere hacer una operación de salida por pantalla Biblioteca Disco UPCO ICAI Departamento de Electrónica y Automática 2

2 Sistema Operativo Primer programa que ejecuta la CPU del ordenador Operación de carga del sistema operativo Presentar al usuario del ordenador una máquina virtual que sea más fácil de utilizar y programar que el hardware subyacente La estructura a nivel de hardware es difícil de programar: Programación de la tarjeta de video Programación del chip controlador del disco duro El SO presenta una visión sencilla del hardware Directorios, archivos A través de llamadas al SO se puede trabajar con la máquina virtual Otras tareas: Administrar los recursos de la máquina Repartir el tiempo de CPU entre diferentes tareas UPCO ICAI Departamento de Electrónica y Automática 3 Ejemplo de complejidad: Disco duro Visto desde el hardware Memoria Pista Sector Procesador Controlador de disco Disco Cilindro Cabeza Disco Visto desde el sistema operativo Directorio raiz (D:) MiDirectorio CompiladorC MiPrograma.exe UPCO ICAI Departamento de Electrónica y Automática 4

3 Relación en alto nivel: Buffer de caracteres (ASCII) Visto desde el Sistema Operativo: ARCHIVO o FICHERO Fichero Hola mundo Disco Visto desde C: BUFFER Buffer Vector en memoria manejado por las funciones de entrada/salida Carácter de control H o l a \n m u n d o \n EOF Hola mundo Teclado y pantalla funcionan como un archivo: stdin y stdout Puntero inicial del buffer Carácter normal = Inicio del fichero Indica final de fichero Cada vez que se lee o escribe en el buffer avanza el puntero UPCO ICAI Departamento de Electrónica y Automática 5 Entrada/salida en alto nivel Toda la entrada y la salida se realiza a través de ficheros 1. Abrir el fichero (fopen) Nombre del fichero y modo de trabajo (lectura o escritura) Se establece la conexión a través del SO con el fichero Se crea el buffer: vector que actúa como almacenamiento intermedio. Se devuelve un identificado (puntero) para que el programa pueda manejar varios ficheros 2. Escribir o leer en el fichero (fprintf, fscanf, fgets,fputs) Se envía o extrae información del buffer Mediante los identificadores se manejan diferentes buffers En cada operación avanza el puntero en el buffer 3. Cerrar el fichero Liberar el buffer y al SO de controlar el fichero stdin y stdout no hay que abrirlos ni cerrarlos UPCO ICAI Departamento de Electrónica y Automática 6

4 Ejemplo de entrada/salida #include <stdio.h> main () { char s[200]; FILE *pfic; pfic=fopen("quijote.txt","r"); if (pfic==null) while(fgets(s,200-1,pfic)!=null) fprintf(stdout,"%s",s); while(fscanf(pfic,"%199s",s)!=eof) printf("%s\n",s); fclose(pfic); pfic=fopen("quijote.txt","r"); if (pfic==null) while(fscanf(pfic,"%199s",s)!=eof) printf("%s\n",s); fclose(pfic); Hola esto es una prueba de numeros 2, 3, 4 5a 4ff f4hola esto es una prueba de numeros 2, 3, 4 5a 4ff f4 UPCO ICAI Departamento de Electrónica y Automática 7 Ejemplo de entrada/salida #include <stdio.h> main () { char s[200]; FILE *pfic; pfic=fopen("quijote.txt","r"); Abrir el fichero en modo lectura if (pfic==null) Comprobación de que se ha abierto correctamente while(fgets(s,200-1,pfic)!=null) fprintf(stdout,"%s",s); while(fscanf(pfic,"%199s",s)!=eof) printf("%s\n",s); fclose(pfic); Cerrar fichero pfic=fopen("quijote.txt","r"); if (pfic==null) while(fscanf(pfic,"%199s",s)!=eof) printf("%s\n",s); fclose(pfic); Fichero donde están los prototipos de la funciones de entrada/salida Puntero a la estructura de control del buffer del fichero: sólo sirve de identificador Lectura línea a línea del fichero Lectura secuencias de caracteres separadas por blancos o \n. No hace hace nada porque el puntero ya está al final del buffer Aquí si se realiza la lectura porque se ha vuelto a abrir el fichero: el puntero de control de la lectura en el buffer se vuelve a situar al principio UPCO ICAI Departamento de Electrónica y Automática 8

5 Buffer del ejemplo Al abrir el fichero (fopen), se crea este buffer y se sitúa el puntero al principio fscanf H o l a e s t o e s u n a p r u e b a \n d e n u m e r o s 2, 3, 4 \n 5 a 4 f f f 4 EOF El buffer se destruye al cerrar el fichero (fclose) No hay \n al final de este fichero UPCO ICAI Departamento de Electrónica y Automática 9 Ejemplo de escritura (I) #include <stdio.h> main () { char sfuente[20]; char sdest[20]; FILE *pficfuente; FILE *pficdest; int i; printf("nombre del fichero a copiar: "); fscanf(stdin,"%19s",sfuente); printf("nombre del fichero destino: "); fscanf(stdin,"%19s",sdest); if ((pficfuente=fopen(sfuente,"r"))==null) { printf("error: Fichero %s no existe o es incorrecto\n",sfuente); Escritura if ((pficdest=fopen(sdest,"w"))==null) { printf("error: Fichero %s no existe o es incorrecto\n",sdest); UPCO ICAI Departamento de Electrónica y Automática 10

6 Ejemplo de escritura (II) La operación se realiza carácter a carácter while ((i=fgetc(pficfuente))!=eof) { if(fputc(i,pficdest)==eof) { printf("error: Fichero %s tiene problemas\n",sdest); fputc(i,stdout); fclose(pficdest); UPCO ICAI Departamento de Electrónica y Automática 11 Ejemplo de escritura (III) Con fgets y fputs Se lee la línea completa incluido el \n y se le añade \0 al final while (fgets(s,maxlinea,pficfuente)!=null) { if(fputs(s,pficdest)==eof) { printf("error: Fichero %s tiene problemas\n",sdest); fclose(pficdest); Se escribe la cadena de caracteres completa con excepción del \0 UPCO ICAI Departamento de Electrónica y Automática 12

7 Peligro al mezclar fscanf con fgetc o fgets Ejemplo que no espera #include <stdio.h> main() { char s[100]; Escriba algo: Hola Pulse enter Adios fprintf(stdout,"escriba algo: "); fscanf(stdin,"%99s",s); fprintf(stdout,"pulse enter "); fgetc(stdin); fprintf(stdout,"adios ); Parace que no ejecuta fgetc Qué ocurre? fscanf sólo lee Hola sin el \n del final: el puntero del buffer apunta a \n: el buffer no queda vacío fgetc lee un carácter del buffer: \n y devuelve el control UPCO ICAI Departamento de Electrónica y Automática 13 interactiva stdin: Cualquier función que lea de la stdin no devuelve el control hasta que no se pulse enter. El \n correspondiente siempre aparece al final. No mezclar fscanf con fgets y fgetc fscanf: sólo lee campos delimitados por \n, blancos y tabulador (no incl) fgets: lee hasta encontrar el \n incluido éste (suficiente tamaño) fgetc: lee un carácter del buffer, si no lo hay espera stdout: Dependiendo del sistema, hasta que no se escriba \n en el buffer no aparece nada en la stdout Los buffers se guardan en memoria El archivo correspondiente (de verdad, pantalla, etc) puede ser que no se actualice hasta que no se cierre. Si hay un corte de luz, la información puede perderse porque no ha sido actualizada en el archivo físico UPCO ICAI Departamento de Electrónica y Automática 14

8 Errores comunes en la entrada/salida Olvidar cerrar el fichero Conforme se van abriendo ficheros y no se cierran, se agota la memoria disponible en el ordenador Creer que el puntero que devuelve fopen es el puntero que controla la posición actual dentro del buffer fopen devuelve sólo un puntero a la estructura de control creada para controlar el buffer correspondiente al fichero No se debe modificar porque se perdería la conexión con el fichero El puntero que controla la posición actual de lectura o escritura dentro del buffer es inaccesible al usuario Sólo fscanf o fprintf o similar saben como manejar ese puntero a través del puntero que identifica al fichero (el devuelto por fopen()) Creer que el puntero que devuelve fopen es el fichero físico Por economía de palabras nos referimos a ese puntero como si fuera nuestro fichero: es sólo la clave para acceder al fichero UPCO ICAI Departamento de Electrónica y Automática 15 Fichero ASCII y fichero binario Sólo se ha trabajado con ficheros ASCII Secuencia de bytes interpretados según la tabla ASCII (entrada/salida con formato) \n Contenido del buffer interpretado a Contenido del buffer tal cual Valores en hexadecimal Ficheros binario La secuencia de bytes no está pensada para ser interpretada según la tabla ASCII Se leen o escriben bytes o ristras de bytes UPCO ICAI Departamento de Electrónica y Automática 16