Gestion de dispositivos

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5 Gestión de dispositivos

En este capítulo se presenta un modelo general de la gestión de los dispositivos de entrada/salida basado en un esquema cliente-servidor. Como ejemplo de gestión de un dispositivo en particular se estudian los discos, en razón de que son los dispositivos soporte del sistema de ficheros, prestando atención preferente a la evaluación del rendimiento.

SistemasOperativos II

Gestión de dispositivos

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Contenido

5.1 Introducción 5.1.1 5.1.2 5.2 5.2.1 5.2.2 5.2.3 5.3 5.3.1 5.3.2 5.3.3 5.3.4 5.3.5 5.3.6 5.3.7 5.4 5.5 Características de los dispositivos Tipos de entrada/salida Gestión de la entrada/salida por capas Esquema cliente-servidor Almacenamiento intermedio de la E/S Arranque y parada del motor Traducción de bloques Reubicación de sectores.Interleaving de sectores. Planificación de accesos Tratamiento de errores Evaluación del rendimiento Esquema de un manejador de discos

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Modelo general de la entrada/salida

Gestión de discos

Bibliografía Ejercicios

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5.1 Introducción
Utilizaremos el términodispositivo para referirnos a cualquier elemento del computador que no sea el procesador o la memoria. Habitualmente los dispositivos se encargan de la entrada/salida, aunque la gestión de dispositivos hay que entenderla en sentido amplio, incluyendo los dispositivos de almacenamiento secundario y los de comunicaciones, e incluso la gestión del tiempo y de la energía. Esta heterogeneidad hace queel tratamiento de los dispositivos por el sistema operativo sea difícilmente generalizable para un estudio sistemático. En este capítulo vamos a intentar exponer un enfoque general de la entrada/salida, para después particularizar sobre un dispositivo concreto, centrándonos en los discos como dispositivo genérico para el soporte del sistema de ficheros.

5.1.1 Características de losdispositivos
Los dispositivos se caracterizan por su heterogeneidad, lo que introduce complejidad en el sistema operativo. Algunas de las características en las que los dispositivos pueden diferir son las siguientes: • Unidad de transferencia. Unos dispositivos utilizan el byte como unidad de transferencia (dispositivos de caracteres, como el teclado o el ratón). Otros transfieren y/o almacenan lainformación en bloques (dispositivos de bloques, como discos y cintas magnéticas). Velocidad. Los rangos en los que se mueven los dispositivos son muy amplios. Los discos y los dispositivos de comunicación transfieren millones de caracteres por segundo y pueden hacerlo a velocidad constante, mientras que con el teclado se transfieren a lo sumo unos cuantos caracteres por segundo, con un periodo concretoimpredecible. Representación de los datos. Incluso un mismo dispositivo puede utilizar diferentes codificaciones configurables en la instalación, como es el caso del teclado y el monitor. Protocolos de comunicación. La comunicación entre el dispositivo y la CPU se realiza de acuerdo a un determinado protocolo que depende del dispositivo y del bus de comunicación. Operaciones. Hay dispositivos deentrada, de salida y de entrada/salida. Además, algunos dispositivos requieren operaciones específicas (por ejemplo, posicionar el cabezal de lectura/escritura en los discos).









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Errores. Las condiciones de error varían con la naturaleza del dispositivo. Por ejemplo, en la impresora hay que tratar la falta depapel como una situación de error específica, mientras que en un disco puede haber errores en el posicionamiento del cabezal.

Para proporcionar una forma homogénea de direccionar los dispositivos, a nivel hardware éstos se conectan al sistema mediante controladores. El sistema operativo ya no trata con el dispositivo en sí mismo, sino con una interfaz que lo representa mediante un conjunto de...
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