Importancia de la tecnologia

5
ENTRADA/SALIDA
Una de las principales funciones de un sistema operativo es la de controlar todos los dispositivos de E/S (Entrada/Salida). El sistema operativo debe enviar comandos a los dispositivos, atender las interrupciones y gestionar los errores. También debe proporcionar una interfaz entre los dispositivos y el resto del sistema que sea sencilla y fácil de utilizar. Hasta donde seaposible, la interfaz debe ser la misma para todos los dispositivos (independencia del dispositivo). El código de E/S representa una fracción significativamente grande del sistema operativo completo. La forma en la cual el sistema operativo gestiona la E/S es el tema de este capítulo. Este capítulo está organizado de la siguiente manera. En primer lugar vamos a ver algunos de los principios delhardware de E/S, para después fijarnos en el software de E/S en general. El software de E/S puede estructurarse en capas, cada una de las cuales tiene encomendada una tarea bien definida. Vamos a fijarnos en esas capas para ver qué es lo que hacen y cómo encajan unas con otras. Siguiendo a esa introducción, vamos a pasar a ver varios dispositivos de E/S en detalle: discos, relojes, teclados y pantallas.Para cada dispositivo vamos a ver tanto su hardware como su software. Finalmente vamos a considerar la gestión de la energía.

5.1

PRINCIPIOS DEL HARDWARE DE E/S

Diferentes personas ven el hardware de E/S de diferentes maneras. Los ingenieros electrónicos lo ven en términos de chips, cables, fuentes de alimentación, motores y todos los demás componentes físicos que componen el hardware.Los programadores lo ven en términos de la interfaz que presenta al software – los comandos que el hardware acepta, las funciones que lleva a cabo y los informes de error que pueden ser devueltos. En este libro nos concierne lo que tenga que ver con la programación de los dispositivos de E/S, no su diseño, su construcción o su mantenimiento, por lo que nuestro interés se restringe a cómo seprograma el hardware y no a cómo funciona por dentro. Sin embargo, a menudo la programación de muchos dispositivos de E/S está conectada íntimamente con su operación interna. En las siguientes tres secciones vamos a proporcionar una pequeña base general sobre el hardware de E/S en lo relativo a la programación. Puede verse como una revisión y una expansión del material introductorio de la sección 1.4.1

5.1.1 Dispositivos de E/S
En términos generales, los dispositivos de E/S pueden clasificarse en dos categorías: dispositivos de bloques y dispositivos de caracteres. Un dispositivo de bloques es uno que almacena la información en bloques de tamaño fijo, cada uno con su propia dirección. El tamaño de los bloques varía desde 512 bytes a 32768 bytes. La propiedad esencial de un dispositivo debloques es que es posible leer o escribir cada bloque independientemente de todos los demás. Los discos son los dispositivos de bloques más comunes. Si la examinamos más de cerca, la frontera entre los dispositivos que son direccionables por bloques y aquéllos que no lo son, no está nítidamente definida. Todo el mundo está de acuerdo en que un disco es un dispositivo direccionable por bloques,debido a que, sin importar dónde se encuentre posicionado el brazo del disco, siempre es posible situarse sobre otro cilindro y esperar a que el bloque requerido rote hasta pasar por debajo de la cabeza de lectura/escritura. Consideremos ahora una unidad de cinta utilizada para hacer backups del disco. Las cintas contienen una secuencia de bloques. Si en un momento dado deseamos que la unidad decinta lea el bloque N, siempre podemos rebobinar la cinta e ir leyendo hacia delante hasta llegar al bloque N. Esta operación es análoga a la de un disco haciendo un posicionamiento, salvo que requiere mucho más tiempo. Hay que tener en cuenta también que no siempre es posible reescribir un bloque en el medio de una cinta. Pero incluso aunque fuera posible utilizar las cintas como dispositivos de...