Gestion De Entrada Y Salida

GESTIÓN DE ENTRADAS Y SALIDAS.

CONTROL DE ENTRADAS Y SALIDAS.

Generalmente las unidades de entrada y salida constan de un componente mecánico y un componente electrónico, el controlador del dispositivo o adaptador.

En tal sentido, muchos controladores pueden manejar más de un dispositivo, por ello el S. O. generalmente trabaja con el controlador y no con el dispositivo. Los modelos más frecuentes de comunicación entre la CPU y los controladores son:

• Para la mayoría del micro y mini computadoras: Modelo de bus del sistema.

• Para la mayoría de los mainframes: Modelo de varios buses y computadoras especializadas en e / s llamadas canales de e / s.

La interfaz entre el controlador y el dispositivo es con frecuencia de muy bajo nivel, es así que la comunicación es mediante un flujo de bits en serie que:

• Comienza con un preámbulo.

• Sigue con una serie de bits (de un sector de disco, por ej.).

• Concluye con una suma para verificación o un código corrector de errores.

El preámbulo:

Se escribe al dar formato al disco, el cual contiene el número de cilindro y sector, el tamaño de sector y otros datos similares. También, el controlador debe:

• Convertir el flujo de bits en serie en un bloque de bytes.

• Efectuar cualquier corrección de errores necesaria.

• Copiar el bloque en la memoria principal.

Cada controlador posee registros que utiliza para comunicarse con la CPU:

• Pueden ser parte del espacio normal de direcciones de la memoria: e / s mapeada a memoria.

• Pueden utilizar un espacio de direcciones especial para la e / s, asignando a cada controlador una parte de él.

El S. O. realiza la E / S al escribir comandos en los registros de los controladores; los parámetros de los comandos también se cargan en los registros de los controladores. Al aceptar el comando, la CPU puede dejar al controlador y dedicarse a otro trabajo. Al terminar el comando, el controlador provoca una interrupción para permitir que el S. O.: Obtenga el control de la CPU y Verifique los resultados de la operación.

La CPU obtiene los resultados y el estado del dispositivo al leer uno o más bytes de información de los registros del controlador

el comando, la CPU puede dejar al controlador y dedicarse a otro trabajo. Al terminar el comando, el controlador provoca una interrupción para permitir que el S. O.: Obtenga el control de la CPU y Verifique los resultados de la operación.

La CPU obtiene los resultados y el estado del dispositivo al leer uno o más bytes de información de los registros del controlador.

ENTRADAS Y SALIDAS CONTROLADAS POR PROGRAMA Y POR INTERRUPCIONES.

Para que las entradas y salidas puedan ser controladas por un programa se debe organizar el software como una serie de capas donde:

• Las capas inferiores se encarguen de ocultar las peculiaridades del hardware a las capas superiores.

• Las capas superiores deben presentar una interfaz agradable, limpia y regular a los usuarios.

La clave es la independencia del dispositivo:

Seguidamente, debe ser posible escribir programas que se puedan utilizar con archivos en distintos dispositivos, sin tener que modificar los programas para cada tipo de dispositivo. En tal sentido, El problema debe ser resuelto por el S. O.

El objetivo de lograr nombres uniformes está muy relacionado con el de independencia del dispositivo. Todos los archivos y dispositivos adquieren direcciones de la misma forma, es decir mediante el nombre de su ruta de acceso.

Otro aspecto importante del software es el manejo de errores de e / s: Generalmente los errores deben manejarse lo más cerca posible del hardware. Solo si los niveles inferiores no pueden resolver el problema, se informa a los niveles superiores. Ordinariamente la recuperación se puede hacer en un nivel inferior y de forma transparente.

Otro aspecto clave son las transferencias síncronas (por bloques) o asíncronas (controlada por interruptores):

La mayoría de la e / s es asíncrona: la CPU inicia la transferencia y realiza otras tareas hasta una interrupción. La programación es más fácil si la e / s es síncrona (por bloques): el programa se suspende automáticamente hasta que los datos estén disponibles en el buffer. El S. O. se encarga de hacer que operaciones controladas por interruptores parezcan del tipo de bloques para el usuario.

También el S. O. debe administrar los dispositivos compartidos (ej.: discos) y los de uso exclusivo (ej.: impresoras).

Las interrupciones deben ocultarse en el S. O.: Cada proceso que inicie una operación de e / s se bloquea hasta que termina la e / s y ocurra la interrupción.

El procedimiento de interrupción realiza lo necesario para desbloquear el proceso que lo inicio.

ACCESO DIRECTO A MEMORIA (DMA).

Muchos controladores, especialmente los correspondientes a dispositivos de bloque, permiten el DMA. Pero, Si se lee el disco sin DMA, el controlador lee en serie el bloque (uno o más sectores) de la unidad:

• La lectura es bit por bit.

• Los bits del bloque se graban en el buffer interno del controlador.

• Se calcula la suma de verificación para corroborar que no existen errores de lectura.

• El controlador provoca una interrupción.

• El S. O. lee el bloque del disco por medio del buffer del controlador:

...