Dispositivos De E/S (Sistema Operativo)

UNIDAD IV

1) NECESIDADES DE LAS RUTINAS DE ADAPTACION Y CONTROL PARA LAS OPERACIONES DE E/S Programación de Entrada/Salida (Realmente no sé si está bien léela bien y avísame)

En esta parte se presentarán las técnicas de hardware y software utilizadas para las operaciones de E/S enfatizando la concurrencia existente entre estas operaciones y el procesamiento del CPU. Se presentarán una serie de ejemplos de utilización de buffers para ilustrar estas técnicas.

Los dispositivos de almacenamiento pueden clasificarse de acuerdo a su velocidad de acceso en: almacenamiento del procesador (registros, índices, acumuladores, registros de instrucciones, etc); memoria principal (memoria de ferrita, circuitos integrados, SIMM, etc.); Memoria secundaria (Discos, cintas, etc.); Dispositivos periféricos (Impresoras, Scanners, etc.). La velocidad de transferencia de información varía por un factor de alrededor 109 a través de la jerarquía anterior, desde un caracter por segundo en algunos periféricos como las impresoras, hasta millones de instrucciones por segundo (MIPS) en algunos CPU's. Cada uno de los dispositivos nombrados puede ser visto como una unidad de E/S.

Es importante señalar aquí que las operaciones de E/S entre los registros del CPU y entre el CPU y la memoria son controladas e iniciadas por el hardware, es decir, no es competencia del S.O.

El control de E/S es otra de las misiones que debe realizar un S.O. para facilitar el uso de los distintos dispositivos que forman parte de un sistema informático.

El uso de los periféricos directamente por los procesos no es fácil ni cómodo, por lo cual los procesos no necesitan conocer las peculiaridades ni características de dichos dispositivos, únicamente deben intercambiar datos con ellos debido a que los detalles de uso son ocultos por el S.O. para que las operaciones E/S sean independientes del tipo y modelo del dispositivo.

En general, el software de gestión de operaciones de E/S que posee el S.O. representa aproximadamente el 50% del total, por lo que esta parte es de suma importancia.

2) DISPOCITIVOS HARDWARE.CLASIFICACION.

El hardware abarca todas las piezas físicas de un ordenador.

Es todo lo que puedo ver y tocar.Ej:

* Monitor

* Teclado.

* CPU

* Mouse

* Impresora, etc.

En otras palabras son los denominados DISPOSITIVOS.

Hardware es el substrato físico en el cual existe el software.

Clasificación de dispositivos

*DISPOSITIVOS DE ENTRADA:

Son aquellos que sirven para introducir datos a la computadora para su proceso. Los datos se leen de los dispositivos de entrada y se almacenan en la memoria central o interna. Los dispositivos de entrada convierten la información en señales eléctricas que se almacenan en la memoria central.

Los dispositivos de entrada son:

Mouse o ratón

Escáner

Lectores de códigos de barras

Pantallas sensibles al tacto

Lápiz óptico

Joysticks

Micrófono

Cámara digital

Lectores de bandas magnéticas

*DISPOSITIVOS DE SALIDA:

Son los que permiten representar los resultados (salida) del proceso de datos. El dispositivo de salida típico es la pantalla o monitor. Otros dispositivos de salida son: impresoras (imprimen resultados en papel), trazadores gráficos (plotters), bocinas, entre otros...

*DISPOSITIVOS DE ENTRADA Y SALIDA

Son aquellos que tienen doble función de ingresar y sacar la información del computador; entre ellos tenemos:

* La Lectora de CD.

* La Disquetera.

* Los Puertos USB

* Modem.

* Fax.

* lectores de DVD.

DISPOSITIVOS / PERIFERICOS

Son herramientas que permiten la comunicación entre el HOMBRE Y EL ORDENADOR.

3) CONEXIÓN DE LOS PERIFERICOS AL PROCESADOR

Los periféricos se conectan a la CPU a través de grupos de hilos que se conoce como buses. En el interior del computador el bus transmite la información de los datos en paralelo.El bus que conecta la CPU con los otros elementos del procesador se conoce como bus local o bus de la CPU. Es un bus muy rápido y conecta la CPU con las tarjetas de la placa base y los controladores de los dispositivos externos. Las conexiones entre los periféricos y los controladores o tarjetas de la placa base se realizan a traves de un bus más general llamado bus del sistema. También suele conectar algunas ampliaciones de memoria.

Algunos periféricos requieren un bus especializado que se adapte a su velocidad de transferencia, sus niveles de tensión, la naturaleza de sus señales de control y otros requerimientos. A estos buses se les llama bus de entrada/salida o bus de expansión.

4) INTERFACES.CANALES.CARACTERISTICAS.TIPOS.

CANALES:

Las unidades de control normalmente son conectadas al procesador por intermedio de un Canal (o Procesador de E/S que puede ser Multiplexor o Selector), esto es realizado con la finalidad de que los dispositivos periféricos sean tratados como virtuales, abstractos o transparentes. Estos canales son manejados a través de comandos y cuando termina la operación devuelven el status correspondiente e interrumpen al procesador.

Interfaz:

Al iniciar cualquier S.O, ve e interactúa con un conjunto de elementos en la pantalla que constituye lo que se denomina la interfaz de usuario. La interfaz de usuario constituye la manera en que el usuario interactúa con la computadora

Tipos de interfaces:

Interfaz de línea de comando: Requiere que el usuario introduzca la introducción o comando por medio del teclado. El usuario teclea o escribe los comandos, carácter a carácter ante un indicador, usando la sintaxis y la nomenclatura correcta y luego oprime “Enter” para ejecutarlo.

Interfaz controlado por menús:

Este interfaz proporciona menus para seleccionar opciones del programa, asi el usuario no tiene que memorizar comandos. En lugar de estos los comandos son seleccionados del menú presentado en pantalla.

Interfaz gráfica del usuario:

En este tipo de interfaz, los usuarios controlan el sistema señalando y haciendo clic en gráficos o iconos de la pantalla que representan las características del programa. Se basa en el hecho de que la gente reconoce con más rapidez y facilidad las representaciones graficas que las palabras o frases que lee.

5) SOFTWARE DE CONTROL DE LAS OPRACIONES DE E/S

Drivers o Software de Control de E/S:

Podemos definir un Driver como el software formado por un conjunto de rutinas y tablas que, formando parte del núcleo de un S.O., ejecutan y controlan todas las operaciones de E/S sobre cualquier dispositivo periférico conectado a la computadora.

Dichos Drivers son particulares para cada dispositivo, por lo cual el S.O. manejará:

Una serie de Rutinas que controlan toda la gestión de los dispositivos y la información que fluye en un sentido y otro, y

Tablas diferentes por cada uno de los dispositivos que estén conectados al sistema de computación, donde se alojará la información que caracteriza a cada periférico conectado.

Los Drivers se encuentran alojados permanentemente en memoria principal (ya que forman parte del S.O.), y requieren de una elevada rapidez de ejecución (bajo overhead), ya que no forman parte del proceso de usuario.

Funciones de un Driver:

1. Definir las características del periférico al resto del S.O.

2. Realizar Bootstrap, es decir, inicializar los registros asociados al periférico en el momento de arranque.

3. Habilitar y deshabilitar al dispositivo para un proceso.

4. Procesar todas las operaciones de E/S solicitadas por un proceso.

5. Cancelar toda operación de E/S que sea necesario por cualquier motivo.

6. Procesar todas la interrupciones de hardware generadas por el propio periférico.

7. Tratar los errores y estado del dispositivo haciendo la correspondiente comunicación al usuario.

Rutinas de un Driver:

1. Inicialización: Al inicializarse el Sistema, esta rutina se encarga de inicializar el dispositivo incluyendo la información correspondiente a los registros de status y operación del mismo.

2. Atención de peticiones de E/S: Atiende todas las solicitudes de E/S realizadas por los procesos de usuario.

3. Gestión de Interrupciones(Interrupt Handler): Rutinas que manejan todas las interrupciones del dispositivo. Toma el control cuando el dispositivo periférico origina una interrupción al procesador.

4. Cancelación de operaciones de E/S: Esta rutina obliga a la cancelación de una actividad que se esté llevando a cabo en el periférico, debido a alguna circunstancia de fuerza mayor, que obligue al Driver a tomar tal determinación.

5. Otras: como el Time-Out o rutina que controla el tiempo de proceso de la operación y la rutina de Power Fail que le permite al dispositivo recuperarse después de una caída del sistema.

6) SOFTWARE INDEPENDIENTE DEL DISPOSITIVO, Y DEPENDIENTE DEL DISPOSITIVO.

Software de E / S Independiente del Dispositivo

Funciones generalmente realizadas por el software independiente del dispositivo:

• Interfaz uniforme para los manejadores de dispositivos.

• Nombres de los dispositivos.

• Protección del dispositivo.

• Proporcionar un tamaño de bloque independiente del dispositivo.

• Uso de buffers.

• Asignación de espacio en los dispositivos por bloques.

• Asignación y liberación

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