Sistemas

Dispositivos de Entrada/Salida

Dispositivos de Entrada/Salida
Hardware de E/S Software de E/S Estratos del software de E/S Discos Relojes Terminales de tipo caracter Interfaces gráficas Terminales de red Administración de energía
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Dispositivos y Velocidad de Transferencia Característica
Dispositivo Teclado Mouse 56K modem Canal telefónico ISDN Impresora laser ScannerEthernet (clásico) USB Cámara digital IDE 40x CD-ROM Velocidad de Transferencia 10 100 7 8 16 100 400 1.25 1.5 4 5 6 bytes/seg. bytes/seg. Kb/seg. Kb/seg. Kb/seg. Kb/seg. Kb/seg. Mb/seg. Mb/seg. Mb/seg. Mb/seg. Mb/seg Dispositivo Fast Ethernet Bus ISA EIDE (ATA-2) FireWire (IEEE 1394) Monitor XGA SONET OC-12 SCSI 2 Gigabit Ethernet Cinta Ultrium Bus PCI Sun Gigaplane XB Velocidad de Transferencia 12.516.7 16.7 50 60 78 80 125 320 528 20 Mb/seg. Mb/seg. Mb/seg. Mb/seg. Mb/seg. Mb/seg. Mb/seg. Mb/seg. Mb/seg. Mb/seg. Gb/seg.

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Controladores de Dispositivos
Dispositivos de E/S tienen componentes:
componentes mecánicos componentes electrónicos

Los componentes electrónicos son el controlador del dispositivo:
pueden manejar múltiples dispositivos

Tareas del controlador:convertir flujo de datos seriales en bloques de bytes corrección de errores dejar disponible para la memoria principal
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Operaciones de E/S
Instrucciones especiales de entrada y salida soportadas por el procesador:
Definición de la atención de eventos de E/S; seteo del estado de un dispositivo. Operación de un evento de E/S Término de la operación de E/S, seteo del estadodel dispositivo.

Mapeo en memoria (Memory-Mapped): reservar zonas de memoria para dispositivos de E/S

lecturas/escrituras en estas zonas permiten acceder al controlador o a los datos de un dispositivo de E/S
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E/S Mapeada en Memoria
2 espacios de dir.
0xFF…

1 espacio de dir.
0xFF… 0xFF… Puertos E/S

2 espacios de dir.
Puertos E/S

RAM RAM
Puertos E/S 0 0 0RAM
Puertos E/S

(a)

(b)

(c)

a)

b) c)

Separación de E/S y espacio de memoria E/S mapeada en memoria Sistema híbrido
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E/S, Memoria, y Transferencia de Datos

CPU

RAM

I/O

CPU

RAM

I/O

Arquitectura de Bus simple

Arquitectura de Bus Dual

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Objetivos
Independencia del Dispositivo
Programas puede acceder a cualquierdispositivo de E/S sin especificarlo a priori

Nomenclatura uniforme
nombre de un archivo o dispositivo como string o número independiente de la máquina

Manejo de errores
manejo tan cercano al hardware como sea posible
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Otros Aspectos del Software de E/S
Transferencias sincrónicas vs. asincrónicas
transferencias – bloqueantes – vs. por interrupciones

Buffering
la dataproveniente de un dispositivo no puede ser almacenada en su destino final

Dispositivos compartidos vs. dedicados
discos son de tipo compartido cintas son del tipo dedicadas
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Procedimientos de E/S
a)

CPU rápida

CPU-driven Instrucción de E/S muy lenta o una espera ociosa: la ejecución tarda tanto como la operación de E/S

dispositivos de E/S lentos

b)

I/O-driven La CPUintercambia datos con el controlador de E/S e inicia la operación de E/S. El controlador efectúa la operación de E/S y señaliza cuando termina. Direct Memory Access (DMA) La CPU inicializa un canal de DMA que transfiere un bloque de memoria señalizando al finalizar.

c)

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E/S Programada (1)
espacio de usuario
string a imprimir ABCD EFGH página impresa página impresapágina impresa

núcleo

next ABCD EFGH

A

next ABCD EFGH

AB

Etapas en la impresión de un string
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a)

b)

c)

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E/S Programada (2)
copy_from_user(buffer, p, count) for (i = 0; i < count; i++) { while (*printer_status_reg != READY); *printer_data_register = p[i]; } return_to_user(); /* p es el buffer del núcleo */ /* lazo para cada carácter */ /* espera por...