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Tema del día:Tema del día:

Entrada / SalidaEntrada / Salida

ObjetivosObjetivos

E n e s ta c la s e tra ta re mos de :E n e s ta c la s e tra ta re mos de :– Com pre nde r la s prob le má tic a s a s oc ia da s a la Com pre nde r la s prob le má tic a s a s oc ia da s a la

g e s tión de d is pos itivos de e ntra da /s a lida .g e s tión de d is pos itivos de e ntra da /s a lida .– Ana liz a r la s e s tra te g ia s a dopta da s por los Ana liz a r la s e s tra te g ia s a dopta da s por los

s is te m a s ope ra tivos pa ra pa lia r la s prob le m á tic a s s is te m a s ope ra tivos pa ra pa lia r la s prob le m á tic a s a nte riorme nte me nc iona da s .a nte riorme nte me nc iona da s .

– P ode r c a ra c te riz a r los d is tin tos d is pos itivos de P ode r c a ra c te riz a r los d is tin tos d is pos itivos de e ntra da /s a lida y, a pa rtir de e s ta s c a ra c te rís tic a s , e ntra da /s a lida y, a pa rtir de e s ta s c a ra c te rís tic a s , de te rm ina r la s e s tra te g ia s a propia da s pa ra c a da de te rm ina r la s e s tra te g ia s a propia da s pa ra c a da uno de e llos . uno de e llos .

Repas o...Repas o...

Cómo e s tá c ons titu ida una c omputa dora ?Cómo e s tá c ons titu ida una c omputa dora ?CPU

E/SMemoriaPrincipal

Bus de DireccionesBus de Direcciones

Bus de DatosBus de Datos

UCUAL

Arquitectura Von NeumannArquitectura Von Neumann

Registros

Memoria RAM

Discos Rígidos

Lectoras CD/DVD, Cintas

Jerarquía de MemoriaJerarquía de Memoria

< 50 x 10< 50 x 10-3-3 seg. seg.

> 100 x 10> 100 x 10-3-3 seg. seg.

< 100 x 10< 100 x 10-9-9 seg. seg.

< 10 x 10< 10 x 10-9-9 seg. seg.

Dis pos itivos de E/SDis pos itivos de E/S

Qué d is pos itivos de E /S c onoc e ?Qué d is pos itivos de E /S c onoc e ?

– Dis pos itivos de in te rfa z us ua rio-c om puta dor.Dis pos itivos de in te rfa z us ua rio-c om puta dor.– Dis pos itivos de a lm a c e na m ie nto.Dis pos itivos de a lm a c e na m ie nto.– Dis pos itivos de c om unic a c ione s .Dis pos itivos de c om unic a c ione s .

Qué tie ne n e n c omún?Qué tie ne n e n c omún?

Qué tie ne n de d ife re nte ?Qué tie ne n de d ife re nte ?


Cómo s e c omunic a n c on la CP U?Cómo s e c omunic a n c on la CP U?

– Un m ous e o un te c la do?Un m ous e o un te c la do?– Un d is c o ríg ido o una le c tora de DVD?Un d is c o ríg ido o una le c tora de DVD?– Una p la c a de vide o?Una p la c a de vide o?– Un m óde m o una p la c a de R e d?Un m óde m o una p la c a de R e d?


E l E l modelomodelo de un d is pos itivo de E /S e s tá de un d is pos itivo de E /S e s tá form a do por dos pa rte s :form a do por dos pa rte s :

• E l pe rifé ric o o d is pos itivo e n s í.E l pe rifé ric o o d is pos itivo e n s í.• Contro la dora s o un ida de s de E /S .Contro la dora s o un ida de s de E /S .

ControladorasControladoras

La s c ontro la dora s :La s c ontro la dora s :

• S on muy va ria da s , c a s i ta nto c omo los S on muy va ria da s , c a s i ta nto c omo los d is pos itivos de E /S .d is pos itivos de E /S .

• Alg una s inc luye n s u prop ia CP U y me moria .Alg una s inc luye n s u prop ia CP U y me moria .• Muc h a s pue de n c ontro la r múltip le s Muc h a s pue de n c ontro la r múltip le s

d is pos itivos e inc lus o de d ife re nte s tipos .d is pos itivos e inc lus o de d ife re nte s tipos .• Tra ta n de proporc iona r una in te rfa z e s tá nda r.Tra ta n de proporc iona r una in te rfa z e s tá nda r.• R e s pe c to a E /S , s on e l c om pone nte m á s R e s pe c to a E /S , s on e l c om pone nte m á s

importa nte de s de e l punto de vis ta de l S .O. importa nte de s de e l punto de vis ta de l S .O.


Cómo a c c e de la CP U a la c ontro la dora ?Cómo a c c e de la CP U a la c ontro la dora ?

• A tra vé s de una in te rfa z de prog ra ma c ión de A tra vé s de una in te rfa z de prog ra ma c ión de b a jo n ive l que pe rm ite a c c e de r a lo s re g is tros b a jo n ive l que pe rm ite a c c e de r a lo s re g is tros de la c ontro la dora .de la c ontro la dora .

• Ha y tre s tipos de re g is tros importa nte s :Ha y tre s tipos de re g is tros importa nte s :– R e g is tros de R e g is tros de DatosDatos..– R e g is tros de R e g is tros de ControlControl..– R e g is tros de R e g is tros de EstadoEstado. .

Conexión de Dis pos itivosConexión de Dis pos itivos

Controladora

Estado Control Datos

Bus del Sistema

Bus de Expansión

CPU MemoriaControlador

Gráfico


Qué ne c e s ita s a be r e l S .O. pa ra pode r a c c e de r Qué ne c e s ita s a be r e l S .O. pa ra pode r a c c e de r y utiliz a r la c ontro la dora ?y utiliz a r la c ontro la dora ?

• Dónde e s tá e l d is pos itivo? Cómo a c c e do a Dónde e s tá e l d is pos itivo? Cómo a c c e do a s us re g is tros ?s us re g is tros ?

• Qué in forma c ión m a ne ja n los d is pos itivos de Qué in forma c ión m a ne ja n los d is pos itivos de e s a c ontro la dora y c ómo la m a ne ja n? e s a c ontro la dora y c ómo la m a ne ja n?

• Qué c a ra c te rís tic a s tie ne la in te ra c c ión e ntre Qué c a ra c te rís tic a s tie ne la in te ra c c ión e ntre la CP U y la c ontro la dora ?la CP U y la c ontro la dora ?

DireccionamientoDireccionamiento

Cómo a c c e de r a re g is tros de la c ontro la dora ?Cómo a c c e de r a re g is tros de la c ontro la dora ?Ha y dos m ode los (e n foque s ):Ha y dos m ode los (e n foque s ):• Us a ndo d ire c c ione s Us a ndo d ire c c ione s especialesespeciales lla ma da s lla ma da s

pue rtos pa ra la s ope ra c ione s de E /S .pue rtos pa ra la s ope ra c ione s de E /S .– Ca da c ontro la dora tie ne un pue rto de E /S , una Ca da c ontro la dora tie ne un pue rto de E /S , una

in te rrupc ión Hw y un ve c tor de in te rrupc ione s .in te rrupc ión Hw y un ve c tor de in te rrupc ione s .– E s ne c e s a rio c onoc e r la d ire c c ión de E /S y E s ne c e s a rio c onoc e r la d ire c c ión de E /S y

prog ra m a r la s in te rrupc ione s de E /S . prog ra m a r la s in te rrupc ione s de E /S . • Us a ndo d ire c c ione s de la me moria princ ipa l Us a ndo d ire c c ione s de la me moria princ ipa l

(mode lo proye c ta do e n m e m oria ).(mode lo proye c ta do e n m e m oria ).

Manejo de DatosManejo de Datos

E n qué id ioma (da tos ) h a b la la c ontro la dora ?E n qué id ioma (da tos ) h a b la la c ontro la dora ?P ode m os g e ne ra liz a r dos e nfoque s :P ode m os g e ne ra liz a r dos e nfoque s :• Tra ns fe re nc ia de b loque s de byte s .Tra ns fe re nc ia de b loque s de byte s .

– Los b loque s m a ne ja dos tie ne n un ta m a ño fijo .Los b loque s m a ne ja dos tie ne n un ta m a ño fijo .– Los b loque s s e d ire c c iona n de m a ne ra Los b loque s s e d ire c c iona n de m a ne ra

inde pe ndie nte uno de otro.inde pe ndie nte uno de otro.– S e utiliz a e n h a rdwa re que re quie re a c c e s os de S e utiliz a e n h a rdwa re que re quie re a c c e s os de

un ta m a ño de te rm ina do. un ta m a ño de te rm ina do. • Tra ns fe re nc ia de flu jos de c a ra c te re s de Tra ns fe re nc ia de flu jos de c a ra c te re s de

te xto.te xto.

InteracciónInteracción

Cómo in te ra c tuá n CP U y la c ontro la dora ?Cómo in te ra c tuá n CP U y la c ontro la dora ?

• La CP U s e e nc a rg a de s o lic ita r la ope ra c ión y La CP U s e e nc a rg a de s o lic ita r la ope ra c ión y e s pe ra r a que la c ontro la dora la re a lic e . (E /S e s pe ra r a que la c ontro la dora la re a lic e . (E /S prog ra ma da , ta mb ié n lla ma da E /S c on prog ra ma da , ta mb ié n lla ma da E /S c on s onde o o po lling )s onde o o po lling )

• La CP U s o lic ita la ope ra c ión y lue g o La CP U s o lic ita la ope ra c ión y lue g o c om ie nz a a e je c uta r otro c ód ig o. La c om ie nz a a e je c uta r otro c ód ig o. La c ontro la dora e s la re s pons a b le de notific a r a c ontro la dora e s la re s pons a b le de notific a r a la CP U c ua ndo la ope ra c ión fina lic e . (E /S la CP U c ua ndo la ope ra c ión fina lic e . (E /S d irig ida por in te rrupc ione s )d irig ida por in te rrupc ione s )

As pectos Dis tintivosAs pectos Dis tintivos

Ca ra c te rís tic a s re le va nte s pa ra e l S .O.:Ca ra c te rís tic a s re le va nte s pa ra e l S .O.:• Dire c c iona mie ntoDire c c iona mie nto

– Mode lo de P ue rtos .Mode lo de P ue rtos .– Mode lo P roye c ta do e n Me m oria .Mode lo P roye c ta do e n Me m oria .

• Tipo y Unida d de Tra ns fe re nc iaTipo y Unida d de Tra ns fe re nc ia– Dis pos itivos de B loque s .Dis pos itivos de B loque s .– Dis pos itivos de Ca ra c te re s .Dis pos itivos de Ca ra c te re s .

• In te ra c c ión CP U – Contro la doraInte ra c c ión CP U – Contro la dora– E /S P rog ra m a da .E /S P rog ra m a da .– E /S Dirig ida por In te rrupc ione s .E /S Dirig ida por In te rrupc ione s .

Pres tacionesPres taciones

E xis te n a lg unos prob le ma s que a fe c ta n la E xis te n a lg unos prob le ma s que a fe c ta n la pe rforma nc e de la s ope ra c ione s de E /S ...pe rforma nc e de la s ope ra c ione s de E /S ...

• Cuá nta s ve c e s tie ne que inte rve n ir la CP U Cuá nta s ve c e s tie ne que inte rve n ir la CP U pa ra tra ns fe rir 500 b loque s de un d is c o IDE a pa ra tra ns fe rir 500 b loque s de un d is c o IDE a la m e m oria princ ipa l? (c on inte rrupc ione s ) la m e m oria princ ipa l? (c on inte rrupc ione s )

• Qué pa rte de la ope ra c ión de le c tura de un Qué pa rte de la ope ra c ión de le c tura de un b loque de d is c o re qu ie re má s tie m po?b loque de d is c o re qu ie re má s tie m po?

• S i te ng o dos d is c os e n la c ontro la dora , qué S i te ng o dos d is c os e n la c ontro la dora , qué h a c e la c ontro la dora m ie ntra s uno de los h a c e la c ontro la dora m ie ntra s uno de los d is c os e s tá e fe c tua ndo una bús que da ?d is c os e s tá e fe c tua ndo una bús que da ?

Arquitectura de E/SArquitectura de E/S

E l s is te m a de E /S de un s is te m a ope ra tivo:E l s is te m a de E /S de un s is te m a ope ra tivo:

• E s tá c ons titu ido por un c on junto de E s tá c ons titu ido por un c on junto de ma ne ja dore s , c a da uno de los c ua le s e s tá ma ne ja dore s , c a da uno de los c ua le s e s tá a s oc ia do a uno o m á s d is pos itivos de E /S .a s oc ia do a uno o m á s d is pos itivos de E /S .

• Ofre c e s e rvic ios g e né ric os pa ra m a ne ja r lo s Ofre c e s e rvic ios g e né ric os pa ra m a ne ja r lo s ob je tos de e ntra da / s a lida .ob je tos de e ntra da / s a lida .

• E s tos e le me ntos s e org a n iz a n s ig u ie ndo una E s tos e le me ntos s e org a n iz a n s ig u ie ndo una e s truc tura por c a pa s . e s truc tura por c a pa s .

Es tructuraEs tructura

Controladoras de Dispositivo

Gestión de Redes(TCP/IP, IPX, NETBios)

Manejadores de Dispositivo(Discos, Cintas, CD-ROM, puertos de com.)

Gestor de Caché

Gestor de Bloques

Interfaz del Sistema Operativo

Sistemas de Archivos(NTFS, FAT, EXT, ISO9660)

Software de E/SSoftware de E/SAplicación o Librería

Manejador de

Dispositivo

Servicios del S.O.

Manejador de Int.

Controladora

Dispositivo

HardwareHardware

SoftwareSoftware

Modo UsuarioModo Usuario

Modo NúcleoModo Núcleo

Sw de E/S ind. Sw de E/S ind. de dispositivode dispositivo

Sw de E/S dep. Sw de E/S dep. de dispositivode dispositivo

Interfaz de AplicacionesInterfaz de Aplicaciones

Cómo a c c e de n los proc e s os a l s is te ma de Cómo a c c e de n los proc e s os a l s is te ma de e ntra da / s a lida ?e ntra da / s a lida ?

• A tra vé s de los s e rvic ios de l s is te ma A tra vé s de los s e rvic ios de l s is te ma ope ra tivo (lla ma da s a l s is te ma ).ope ra tivo (lla ma da s a l s is te ma ).

• A tra vé s de u tilida de s que h a c e n la s A tra vé s de u tilida de s que h a c e n la s lla m a da s a l s is te m a e n re pre s e nta c ión de l lla m a da s a l s is te m a e n re pre s e nta c ión de l us ua rio .us ua rio .– B ib lio te c a s (lib c .s o, ke rne l32.d ll)B ib lio te c a s (lib c .s o, ke rne l32.d ll)– De m onios de l s is te m a (s poole rs , ine t.d)De m onios de l s is te m a (s poole rs , ine t.d)

Interfaz de AplicacionesInterfaz de Aplicaciones

P rob le ma s de l prog ra ma dor de a p lic a c ione s :P rob le ma s de l prog ra ma dor de a p lic a c ione s :– Ne c e s ito m odific a r mi prog ra m a c a da ve z que Ne c e s ito m odific a r mi prog ra m a c a da ve z que

ne c e s ita a c c e de r a un d is pos itivo d is tin to?ne c e s ita a c c e de r a un d is pos itivo d is tin to?– E s pos ib le que mi a p lic a c ión pue da s e g u ir E s pos ib le que mi a p lic a c ión pue da s e g u ir

h a c ie ndo otra s a c tivida de s m ie ntra s s e e s tá h a c ie ndo otra s a c tivida de s m ie ntra s s e e s tá e s pe ra ndo e l re s u lta do de una E /S ?e s pe ra ndo e l re s u lta do de una E /S ?

– E xis te a lg una m a ne ra de e vita r que otros E xis te a lg una m a ne ra de e vita r que otros prog ra m a s a c c e da n a l re c urs o que a c tua lme nte prog ra m a s a c c e da n a l re c urs o que a c tua lme nte e s toy us a ndo?e s toy us a ndo?

– Cóm o s é s i la ope ra c ión fa lló y e l por qué ?Cóm o s é s i la ope ra c ión fa lló y e l por qué ?– E s pos ib le g e ne ra r c ód ig o que s e pue da porta r a E s pos ib le g e ne ra r c ód ig o que s e pue da porta r a

o tros s is te m a s ope ra tivos s in c a m b ia r m i c ód ig o?otros s is te m a s ope ra tivos s in c a m b ia r m i c ód ig o?

Lo que queda por ver...Lo que queda por ver...

Aún que da por de la nte :Aún que da por de la nte :• Alm a c e na mie nto S e c unda rio .Alm a c e na mie nto S e c unda rio .• Alm a c e na mie nto Te rc ia rio .Alm a c e na mie nto Te rc ia rio .• E l Te rm ina l.E l Te rm ina l.• E l R e lo j.E l R e lo j.• Los d is pos itivos de c omunic a c ione s .Los d is pos itivos de c omunic a c ione s .• S e rvic ios de E /S P OS IX y Win32.S e rvic ios de E /S P OS IX y Win32.

BibliografíaBibliografía

E s ta c la s e E s ta c la s e debedebe s e r a m plia da le ye ndo: s e r a m plia da le ye ndo:– Ca rre te ro (S .O. Vis ión Aplic a da ):Ca rre te ro (S .O. Vis ión Aplic a da ):

• 7.2 Ca ra c te riz a c ión de los dis pos itivos de E /S .7.2 Ca ra c te riz a c ión de los dis pos itivos de E /S .• 7.3 Arquite c tura de l s is te ma de E /S .7.3 Arquite c tura de l s is te ma de E /S .• 7.4 Inte rfa z de Aplica c ione s .7.4 Inte rfa z de Aplica c ione s .

– Nutt (S is te m a s Ope ra tivos ):Nutt (S is te m a s Ope ra tivos ):• 5.2 E s tra te g ia s de E /S .5.2 E s tra te g ia s de E /S .• 5.5 Ca ra c te rís tic a s de la s c la s e s de Dis pos itivos .5.5 Ca ra c te rís tic a s de la s c la s e s de Dis pos itivos .

– Ta ne nb a um (S .O. Mode rnos ):Ta ne nb a um (S .O. Mode rnos ):• 5.4 Dis cos . 5.4 Dis cos .

GraciasGracias!!

Ing. Gabriel E. ArellanoIng. Gabriel E. [email protected]@gmail.com

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(2008) Gabriel E. ArellanoPermission is granted to copy, distribute and/or modify this document under the terms of the GNU Free Documentation License, Version 1.2 or any later version published by the Free Software Foundation; with no Invariant Sections, no Front-Cover Texts, and no Back-Cover Texts. The GNU Free Documentation License as applicable to this document can be found at: http://www.gnu.org/copyleft/fdl.html

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