Administración de Entrada /Salida. Sistemas Operativos

Administración de Entrada /Salida.
4.1 Clasificación de Dispositivos
Todos estos dispositivos de E/S se pueden agrupar en tres grandes grupos:
• Periféricos.
Se llama así a los dispositivos que permiten la comunicación entre los usuarios y la computadora. Dentro de este grupo se incluyen todos los dispositivos que sirven para proporcionar interfaz con el usuario, tanto para entrada(ratón, teclado, etc.) como para salida (impresoras, pantalla, etc.).
• Dispositivos de almacenamiento.
Se usan para proporcionar almacenamiento no volátil de datos y memoria. Su función primordial es abastecer de datos y almacenamiento a los programas que se ejecutan en laUCP. Según su capacidad e inmediatez se pueden dividir en almacenamiento secundario (discos y disquetes) y terciario (cintas ysistemas de archivo).
• Dispositivos de comunicaciones.
Permiten conectar a la computadora con otras computadoras a través de una red. Los dos tipos de dispositivos más importantes de esta clase son los MODEM y las tarjetas de interfaz a la red.
4.2 Velocidad de Dispositivos
• El gran problema de todos estos dispositivos de E/S es que son muy lentos.
– La UCP procesa instrucciones a másde 1 GHz y la memoria RAM tiene un tiempo de acceso de nanosegundos
– Los dispositivos de E/S más rápidos tienen una velocidad de acceso del orden de milisegundos.
– Esta diferencia en la velocidad de acceso, y el hecho de que las aplicaciones son cada vez más interactivas y necesitan más E/S, hace que los sistemas de E/S sean el cuello de botella más importante de los sistemas de computacióny que todos los sistemas operativos dediquen un gran esfuerzo a desarrollar y optimizar todos los mecanismos de E/S.

4.3 Funciones del sistema de E/S
Parte del sistema operativo que se ocupa de facilitar el manejo de los dispositivos de E/S ofreciendo una visión lógica simplificada de los mismos que pueda ser usada por otros componentes del sistema operativo (como el sistema de archivos) oincluso por el usuario.
• El sistema operativo debe controlar el funcionamiento de todos los dispositivos de E/S para alcanzar los siguientes objetivos:
– Facilitar el manejo de los dispositivos periféricos. Para ello debe ofrecer una interfaz entre los dispositivos y el resto del sistema que sea sencilla y fácil de utilizar.
– Optimizar la E/S del sistema, proporcionando mecanismos deincremento de prestaciones dónde sea necesario.
– Proporcionar dispositivos virtuales que permitan conectar cualquier tipo de dispositivo físico sin que sea necesario remodelar el sistema de E/S del sistema operativo.
– Permitir la conexión de dispositivos nuevos de E/S, solventando de forma automática su instalación usando mecanismos del tipo plug&play.

4.4 Periféricos y Controladores de E/S
–Periféricos o dispositivos de E/S. Elementos que se conectan a la unidad central de proceso a través de las unidades de entrada/salida.
• Son el componente mecánico que se conecta al computador.
– Controladores de dispositivos o unidades de E/S. Se encargan de hacer la transferencia de información entre la memoria principal y los periféricos.
• Son el componente electrónico a través delcual se conecta el dispositivo de E/S.
• Tienen una conexión al bus de la computadora y otra para el dispositivo (generalmente mediante cables internos o externos).

4.5 Conexión por puerto o memoria





4.6 Dispositivos de bloque y carácter
Dispositivos de bloque:
– Acceso a nivel de bloque, secuencial o aleatorio
– Mandatos: leer, escribir, buscar, …
– E/S directa o a través delservidor de ficheros
– Acceso posible a través de ficheros proyectados en memoria
– Ejemplo: discos y cintas
• Dispositivos de carácter:
– Acceso a nivel de un carácter, secuencial o aleatorio
– Mandatos: get, put, ….
– Bibliotecas para optimizar y dar forma a este tipo de accesos: edición de líneas, ventanas virtuales, ….
– Ejemplo: terminales e impresoras

4.7 E/S Programada
• La...