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Aspectos de Diseño en los Sistemas Operativos
Objetivos de Diseño:
Hay 2 objetivos primordiales en el diseño de la E/S: es eficiencia y generalidad. La eficiencia es importante porque las operaciones de E/S constituyen a menudo un cuello de botella en los sistemas informáticos, se puede comprobar que la mayoría de los dispositivos de E/S son extremadamente lentos en comparación con la memoriaprincipal y el procesador. Una manera de abordar este problema es el uso de la multiprogramación, que, como se ha visto, hace que algunos procesos esperen en operaciones de E/S mientras otro proceso se está ejecutando. Sin embargo, a pesar del enorme tamaño de la memoria principal en los computadores actuales, seguirá dándose el caso de que la E /S no se mantenga el nivel con la actividad delprocesador. Se puede utilizar el intercambio para introducir más procesos listos para ejecución y mantener así el procesador ocupado, pero esta es una operación de E/S en sí misma. De este modo, ha habido un gran esfuerzo en el diseño de esquemas de E/S para mejorar la eficiencia. El área que ha recibido una mayor atención, debido a su importancia, ha sido E/S a disco. (Buscar)
El segundo objetivoes la generalidad; En interés de la simplicidad y la exención de errores, será deseable manejar todos los dispositivos de una manera uniforme. Esta afirmación se aplica tanto a la manera en que los procesos contemplan a los dispositivos de E/S como a la forma en que el sistema operativo gestiona los dispositivos, en la práctica es difícil conseguir una generalidad verdadera. Lo que puede hacersees emplear un enfoque jerárquico y modular para el diseño de las funciones de E/S. este proceder ocultara la mayoría de los detalles de la E/S con dispositivos en rutinas de bajo nivel, de forma que los procesos y los niveles superiores del sistema operativo contemplen a los dispositivos en términos de funciones generales, como la lectura, escritura, apertura, cierre, bloqueo y desbloqueo.Estructura Lógica de las Funciones de E/S:
La filosofía de la jerarquía propone que las funciones del sistema operativo deben separarse de acuerdo a su complejidad, sus rangos característicos y su nivel de abstracción. Seguir este enfoque conduce a una organización del sistema operativo en un conjunto de niveles. Cada nivel cuenta con el nivel inferior para realizar funciones más básicas y ocultarlos detalles de estas últimas. Asimismo, cada nivel ofrece servicios a nivel superior. En el mejor de los casos, los niveles deben definirse de forma que los cambios en un nivel no provoquen más cambios en otros niveles. De este modo, el problema se ha descompuesto en una serie de subproblemas más manejables
En general, los niveles inferiores hacen frente a un rango de tiempos mucho menos.Algunas partes del sistema operativo deben interactuar directamente con el hardware del computador, donde los sucesos pueden ocurrir en una escala de tiempos del orden de unos pocos nanosegundos. En el otro extremo del espectro, algunas partes del sistema operativo se comunican con el usuario, que emite órdenes a un ritmo mucho más pausado, como puede ser una cada poco segundos. Un ejemplo de conjuntode niveles se adapta de manera correcta a este entorno.
La aplicación específica de esta filosofía a la E/S conduce a una clase de organización, los detalles de esta organización dependen del tipo de dispositivo y de la aplicación. Puede que un sistema Operativo no se ajuste a las estructuras lógicas (Dispositivo periférico local, Puerto de Comunicaciones, Sistema de Archivos).
Un ejemplosimple para entender lo q es una estructura lógica podría ser considerando un dispositivo periférico local que se comunica de una manera sencilla, como un flujo de bytes o de registros, los niveles implicados serian:
E/S Lógica: Este módulo trata al dispositivo como un recurso lógico y no se preocupa de los detalles de control real del dispositivo. El módulo de E/S lógica se ocupa de la gestión de...