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GESTION DE DISPOSITIVOS DE ENTRADA/SALIDA

INTRODUCCION

La CPU es el principal elemento del computador

– procesa datos e instrucciones
Requiere colaboración de los dispositivos de E/S:

– Periféricos: Permiten la comunicación entre los usuarios y la computadora.
• Entrada: teclado, ratón, ...
• Salida: impresora, pantalla,...

– Dispositivos de almacenamiento. Proporcionanalmacenamiento no volátil de datos y memoria.
• Almacenamiento secundario: discos y disquetes
• Almacenamiento terciario: cintas y sistemas de archivo

– Dispositivos de comunicaciones. Conectan el ordenador con otros ordenadores a través de una red
• Tarjetas de red, módems
Problema: Son bastante lentos
El sistema de E/S se ocupa de facilitar el manejo de los dispositivos de E/S

– Ocultacaracterísticas físicas y de funcionamiento.
Funciones:

– Envío de comandos a los dispositivos, recibir sus interrupciones y ocuparse de sus errores.

– Ofrecer una interfaz entre los dispositivos y el resto del sistema simple y fácil de usar

– Optimizar la E/S del sistema

– Proporcionar dispositivos virtuales que permitan conectar cualquier tipo de dispositivo físico

– Permitir laconexión de nuevos dispositivos de E/S:
Los dispositivos de E/S constan de:

– Un elemento electrónico (controlador o unidad de E/S)
• Transfiere información entre la memoria principal y los periféricos.
• Conectado al bus y al dispositivo.
• Pueden controlar múltiples dispositivos (p.e. el de disco)
• Pueden incluir CPU y bus

– Un elemento mecánico (el dispositivo)
• . Se conectan a laCPU a través de los controladores
El SO normalmente trata con el controlador, no con el dispositivo.

– Estandarización: Usar un mismo controlador para distintos dispositivos de distintos fabricantes (ejemplo: SCASI o IDE)



CONTROLADORES DE DISPOSITIVO

Constituye la interfaz del dispositivo con el bus de la computadora
La comunicación entre la CPU y el controlador se realiza a travésde los registros del controlador.

– Registro de datos: Almacena los datos de entrada o salida
– Registro de estado: Indica si la orden se ha ejecutado, si ha habido errores, ..
– Registro de control: Indica al controlador las órdenes a realizar

Estos registros:
– Forman parte del espacio normal de direcciones de memoria o,
– Tienen un espacio de direcciones especialCONTROLADORES DE DISPOSITIVOS: CLASIFICACION
• Dirección de E/S
– Dispositivos conectados por puertos
– Dispositivos proyectados en memoria

• Unidad de transferencia
– Dispositivos de bloques
– Dispositivos de caracteres

• Interacción computadora-controlador
– Entrada/salida programada
– Entrada/salida por interrupciones
– Acceso directo a memoria (DMA)

DISPOSITIVOS CONECTADOS POR PUERTO OPROYECTADOS EN MEMORIA
Dispositivos por puertos (arquitecturas de Intel)
– El controlador tiene asignado:
• un puerto de E/S
• una interrupción
• un vector de interrupción.

– Operaciones específicas portin o portout en las que se indica
• Dirección de puerto
• Registro a manipular.

– Problema:
• Es necesario conocer las direcciones de E/S
• Programar las instrucciones especialesde E/S

Dispositivos proyectados en memoria (arquitecturas de Motorola)
– Tienen asignado un rango específico de direcciones en memoria
– Las operaciones se realizan mediante instrucciones máquina de manejo de memoria (No hay operaciones Específicas)

DIRECCONES DE E/S DE ALGUNOS CONTROLADORES

DISPOSITIVOS DE BLOQUE Y CARÁCTER
Dispositivos de bloques:
– Acceso a nivel de bloque,secuencial o aleatorio
– Mandatos: leer, escribir, buscar, ..
– E/S directa o a través del servidor de ficheros
– Acceso posible a través de ficheros proyectados en memoria
– Ejemplos: discos y cintas

Dispositivos de carácter:
– Acceso a nivel de carácter, secuencial o aleatorio
– Mandatos: obtener (get) o colocar (put) un carácter.
– Bibliotecas para optimizar y dar forma a este tipo de...