Cap11

Capítulo 11

Gestión de E/S y planificación de
discos

Categorías de dispositivos de
entrada/salida
• Dispositivos legibles por los humanos:
– Apropiados para la comunicación con el
usuario.
– Impresoras.
– Terminales de vídeo:
• Pantalla.
• Teclado.
• Ratón.

Categorías de dispositivos de
entrada/salida
• Dispositivos legibles por la máquina:
– Adecuados para comunicarse con equiposelectrónicos.
– Discos y unidades de cinta.
– Sensores.
– Controladores.
– Impulsores.

Categorías de dispositivos de
entrada/salida
• Dispositivos de comunicaciones:
– Apropiados para comunicarse con
dispositivos lejanos.
– Adaptadores de líneas digitales.
– Módem.

Diferencias entre las clases de
dispositivos de E/S
• Velocidad de los datos:
– Puede haber una diferencia de varios
órdenes de magnitud enlas velocidades de
transmisión de datos.

Ethernet de gigabit
Pantalla gráfica
Disco duro
Ethernet
Disco óptico
Escáner
Impresora láser
Disco flexible
Módem
Ratón
Teclado
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104

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Velocidad de datos (bps)

Figura 11.1. Velocidades de datos de dispositivos de E/S típicos.

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109

Diferencias entre las clases de
dispositivos de E/S
• Aplicaciones:
– Un disco quealmacena archivos necesita el
soporte de un software de gestión de archivos.
– Un disco usado como almacén de páginas de
un sistema de memoria virtual necesita el
soporte de un software y de un hardware
especial.
– Puede que un terminal usado por el
administrador del sistema tenga una prioridad
mayor.

Diferencias entre las clases de
dispositivos de E/S
• Complejidad del control.
• Unidad detransferencia:
– Los datos pueden transmitirse como flujos
de bytes para un terminal o en bloques
mayores para un disco.

• Representación de los datos:
– Esquemas de codificación.

• Condiciones de error:
– Cada dispositivo responde a los errores de
diferente manera.

Técnicas para realizar la E/S
• E/S programada:
– El proceso espera a que termine la
operación.

• E/S dirigida por interrupciones:
– Seemite una orden de E/S.
– El procesador continúa con la ejecución de
las instrucciones.
– El módulo de E/S lo interrumpe cuando
completa su trabajo.

Técnicas para realizar la E/S
• Acceso directo a la memoria (DMA):
– Un módulo de DMA controla el intercambio
de datos entre la memoria principal y el
dispositivo de E/S.
– El procesador se interrumpe sólo cuando se
ha transferido el bloque entero.Evolución de las funciones de
la E/S
• El procesador controla directamente los
dispositivos periféricos.
• Se añade un controlador o módulo de
E/S:
– El procesador utiliza E/S programada sin
interrupciones.
– El procesador se aisla de los detalles
específicos de las interfaces con
dispositivos externos.

Evolución de las funciones de
la E/S
• Controlador o módulo de E/S con
interrupciones:
– Elprocesador no tiene que desperdiciar tiempo
esperando a que se realice una operación de
E/S.

• Acceso directo a la memoria:
– Se puede mover un bloque de datos a la
memoria sin que intervenga el procesador.
– El procesador sólo interviene al principio y al
final de la transferencia.

Evolución de las funciones de
la E/S
• El módulo de E/S es un procesador
separado.
• Procesador de E/S:
– El módulode E/S posee su propia memoria
local.
– Es un computador independiente.

Acceso directo a la memoria
• Toma el control del sistema desde la CPU para
transferir datos desde y hacia la memoria a
través del bus del sistema.
• Se utiliza el robo de ciclos para transferir datos
a través del bus del sistema.
• El ciclo de instrucción se suspende para dar
paso a la transferencia de datos.
• La CPUespera un ciclo del bus.
• No existe interrupción alguna:
– No salva el contexto.

DMA
Cuenta
de datos
Líneas de datos

Líneas de
direcciones
Solicitud de DMA
Reconocimiento de
DMA
Interrupció
n
Lectura
Escritur
a

Registros
de datos
Registros
de dirección

Lógica
de control

Figura 11.2. Diagrama de bloques de un DMA típico.

DMA
• El robo de ciclos hace que la CPU
ejecute más lentamente.
• El...