Sist s em e a m s s O per e ativos o. s Unidad V Entrada Sali l d i a.

Transcripción

1 Sistemas Operativos. Unidad V Entrada Salida.

2 Programación de Entrada y Salida Introducción. Comunicación de los procesos con el mundo externo : Mecanismo de E/S de información. Aspectos que diferencian a los dispositivos de E/S. Velocidad. Unidad de Transferencia. Representación ( Codificación ) de los datos. Operaciones Permisibles. Condiciones de Error.

3 Programación de Entrada y Salida Clasificación de los dispositivos de acuerdo a su velocidad. Almacenamiento del Procesador. Memoria Principal. Memoria Auxiliar. Dispositivos Periféricos.

4 Fundamentos de Hardware de E/S. (A ) DISPOSITIVOS DE E/S. Categorías : i) Dispositivos de Bloques : * Almacenan información en bloques de tamaño fijo. * Cada bloque puede accesarse en forma independiente. Ejem : Discos. ii) Dispositivos de Caracter: * Manejan flujos de Caracteres, sin importar su estructura. Ejem : Terminales, Impresoras.

5 Fundamentos de Hardware de E/S. (B) controladores o adaptadores de dispositivos. Unidad Mecánica : Dispositivo. de I/O Electrónica : Controlador ( Tarjeta). El sistema operativo trata directamente con el controlador y no con el dispositivo en sí. Generalmente los controladores se comunican con el CPU a través de un bus sencillo Interfaz --> CPU Memoria Controlador de disco.... Controlador de impresora. Otros Controladores

6 Fundamentos de Hardware de E/S. (c ) Acceso Directo a Memoria ( DMA ) Generalmente usado por dispositivos de bloques. I) OPERACIÓN DE E/S SIN DMA: Primero el controlador lee el bloque desde el drive, bit a bit en forma serial, hasta que el bloque entero este dentro del buffer interno del controlador. -Chequea si no existe ningún error. - El controlador genera una interrupción. -El Sistema Operativo comienza su ejecución, lee el bloque del buffer del controlador por byte o word de manera iterativa y lo almacena en memoria.

7 Fundamentos de Hardware de E/S. II) OPERACIÓN DE E/S COM DMA : El Sistema Operativo envía al controlador tres itemsde información : - La dirección del bloque, -La dirección de memoria donde irá el bloque, -El número de bytes a transferir. Luego, el controlador lee el bloque entero desde el dispositivo lo coloca en su buffer interno y chequea si ocurrió algún error. Copia el primer byte o worden memoria principal, incrementa la dirección de memoria y decrementala cantidad de bytes o worda transferir. El controlador genera una interrupción. El sistema operativo ya tiene disponible el bloque de información en memoria.

8 Fundamentos de Hardware de E/S. Disk Controlador Drive disco CPU Memoria Buffer Dirección Memoria Contador

9 Fundamentos de Software de E/S. i) Independencia del dispositivo : Posibilidad de escribir programas que puedan ser usados sin tener que ser modificados totalmente para cada tipo de dispositivo. ii) Uniformidad en los nombres de los archivos : El nombre de un archivo debe ser un string o un número El nombre de un archivo debe ser un string o un número entero y no debe depender del dispositivo de alguna u otra manera.

10 Fundamentos de Software de E/S. iii) Manejo de errores : Deberá hacerse, en lo posible, lo más interno ( hardware ) y transparente. iv) Transferencia Asincrónica. v) Manejo de recursos compartidos y recursos dedicados.

11 Fundamentos de Software de E/S. Para lograr estos objetivos, el Software de E/S puede estructurarse en cuatro capas de la siguiente manera: 1.Manejadores de interrupciones. ( Interrupt Handlers ). 2. Manejadores de dispositivos ( Device Driver) 3. Software de E/S independiente del dispositivo ( Device Independient I/O Software ). 4. Software de E/S al nivel del usuario ( User level software ).

12 Fundamentos de Software de E/S. A) MANEJADORES DE INTERRUPCIÓN. Las interrupciones deben diseñarse y manejarse en la forma más oculta posible. La mejor forma es que cada proceso que inicie una operación de E/S se bloquee hasta que la operación se haya completado y ocurra la interrupción. Luego, cuando la interrupción ocurre, el procedimiento de interrupción desbloquea el proceso que la originó

13 Fundamentos de Software de E/S B) DRIVERS DEL DISPOSITIVO. Cada driver maneja un tipo de dispositivo o un conjunto de dispositivos relacionados o más o menos similares. El trabajo del driver del dispositivo es aceptar solicitudes abstractas desde el software independiente del dispositivo y verificar si tal solicitud ha sido ejecutada. El driver es quien conoce la estructura del dispositivo y los mecanimos que hacen que trabaje.

14 Fundamentos de Software de E/S. C) SOFTWARE DE I/O INDEPENDIENTE DEL DISPOSITIVO. La función básica de esta capa, consiste en ejecutar las funciones de entrada y salida que son comunes a todos los dispositivos. Funciones : * Identificación del dispositivo (Ubicación, tipo). * Proveer un tamaño de bloque, independiente del dispositivo. * Asignación de memoria a los bloques, en los dispositivos. * Asignación y liberación de los dispositivos dedicados.

15 Fundamentos de Software de E/S D) SOFTWARE I/O A NIVEL DE USUARIO. Consiste en un conjunto de programas que permiten enlazar las funciones de E/S residentes en el Sistema Operativo con los programas de los usuarios que así lo requieran.

16 SOLICITUD PROCESO DEL USUARIO Soft. Independiente del Dispositivo Manejadores de Dispositivos Manejador de Interrupciones RESPUESTA HARDWARE