Entsal

Sistemas Operativos UTN – FRM

Sistemas de Entrada/Salida
Las aplicaciones utilizan los dispositivos (devices) para realizar la I/O (entrada-salida).
Estos dispositivos son variados y trabajan de manera diferente: secuencialmente, random;
transfieren datos asincrónicamente o sincrónicamente; pueden ser de sólo lectura (readonly) o lectura-escritura (read-write), etc.
El sistema operativo debepermitir que las aplicaciones puedan utilizar esos dispositivos,
proveyendo una interfaz que los presente de la manera mas simple posible.
Los dispositivos son una de las partes mas lentas de un sistema de computo. Por lo tanto, el
SO, debe manejar la situación como para salvar esa diferencia de velocidad.
La función de un SO en los sistemas de I/O, es manejar y controlar las operaciones y losdispositivos de I/O.

La aplicación y la I/O
EL SO debe ofrecer al resto del sistema una interface standard, simple y uniforme para el
uso de un dispositivo.
La aplicación trata de abrir un archivo de un disco, abstrayéndose del tipo de disco que es.
Una interface define un conjunto de funciones estandarizadas que permite la abstracción,
el encapsulamiento y la división del software en capas.
Los devicedrivers son módulos del kernel que si bien internamente diferencian entre los
distintos tipos de dispositivo, ofrecen al sistema interfaces estándar.
Veamos la estructura en capas de software de la parte del kernel relacionada con la I/O.
Kernel
Susbsistema de I/O del kernel
Driver SCSI Driver del Driver del ...........
Driver del
teclado
mouse
bus PCI
Controller
Controller
Controller
ControllerSCSI
del teclado
del mouse
del bus PCI
Device SCSI Device del Device del
Device del
teclado
mouse
bus PCI

Driver del
diskette
Controller
del diskette
Device del
diskette

Driver
ATAPI
Controller
ATAPI
Device
ATAPI

Hardware
Software
La capa correspondiente a device drivers esconde al subsistema de I/O del kernel las
diferencias entre los diferentes controladores. De la misma manera, las llamadasa sistema

Página 107

Sistemas Operativos UTN – FRM
(system calls) de I/O son las interfaces entre las aplicaciones y las particularidades del
hardware, agrupando éste en unas pocas clases.
Al crear un subsistema de I/O independiente del HW
desarrollador del SO y de los fabricantes del HW.

se simplifica la tarea del

Consideremos que constantemente se crean nuevos dispositivos de HW y, sinembargo,
pueden conectarse rápidamente sin tener que esperar que el desarrollador del SO escriba
el código. Esto se logra porque los nuevos dispositivos se adaptan a las interfaces ya
existentes.

Diferentes características que tienen los dispositivos
¾
¾
¾
¾
¾
¾

Orientados a carácter o a bloque
Acceso secuencial o random
Sincrónicos o asincronicos
Compartido o dedicado
Diferentes velocidades deoperación
Read-Write, Read Only, Write Only

El SO esconde algunas de las características propias de cada dispositivo para facilitar el
acceso desde las aplicaciones, agrupando los dispositivos en algunos tipos standard.
El SO provee llamdas a sistema (system calls) especiales para acceder a dispositivos tales
como el timer y el reloj (clock) que marca la fecha (date). También para el dispositivográfico (graphical display), video y audio.
Las convenciones de acceso incluyen normalmente entrada/salida bloqueante (block I/O),
entrada/salida de flujo de caracteres (character-stream I/O), archivo mapeado a memoria
(memory mapped file), y sockets de red (network sockets).
La mayoría de los SO proveen llamdas a sistema (system calls) especiales para acceder a
los dispositivos desde la aplicaciónpasándole comandos directamente al controlador de
dispositivos (device driver). En el caso de UNIX la system call es ioctl. Con ella se puede
acceder a cualquier driver sin tener que crear una nueva system call.
ioctl tiene tres argumentos:
descriptor de archivos: relaciona la aplicación con el driver refiriendose al dispositivo que
maneja ese driver.
¾ Identificador del comando a ejecutar
¾...