Gestores de entrada y salida:
Gestión de entrada y salida: una de las principales funciones del
sistema operativo es el de la gestión de recursos de la computadora y, en
concreto, de los dispositivos periféricos. El gestor de E/S debe controlar el
funcionamiento de todos los dispositivos de E/S para alcanzar los
siguientes objetivos:
1. Facilitar el manejo de los dispositivos periféricos. Para ello debe
ofrecer una interfaz sencilla, uniforme y fácil de utilizar entre los
dispositivos, y gestionar los errores que pueden producir en el acceso
al mismo.
2. Ofrecer mecanismos de protección que impidan a los usuarios
acceder sin control a los periféricosconsiste en un sistema de almacenamiento (cache) temporal ,una interfaz de manejadores de dispositivosy otra para dispositivos concretos el sistema operativo debe gestionar el almacenamiento temporal E/S y servir las interrupciones de los dispositivos, designa cualquier transferencia de informacion desde y hacia memoria o procesador.
sistema operativo es el de la gestión de recursos de la computadora y, en
concreto, de los dispositivos periféricos. El gestor de E/S debe controlar el
funcionamiento de todos los dispositivos de E/S para alcanzar los
siguientes objetivos:
1. Facilitar el manejo de los dispositivos periféricos. Para ello debe
ofrecer una interfaz sencilla, uniforme y fácil de utilizar entre los
dispositivos, y gestionar los errores que pueden producir en el acceso
al mismo.
2. Ofrecer mecanismos de protección que impidan a los usuarios
acceder sin control a los periféricosconsiste en un sistema de almacenamiento (cache) temporal ,una interfaz de manejadores de dispositivosy otra para dispositivos concretos el sistema operativo debe gestionar el almacenamiento temporal E/S y servir las interrupciones de los dispositivos, designa cualquier transferencia de informacion desde y hacia memoria o procesador.
Comprende tanto la transferencia entre diversos niveles de la memoria como la comunicacion con los perifericos. En pocas palabras el gestor de entrada y salida es la parte del sistema operativo encargada de la administracion de las entradas y salidas de nuestro computador.
CONTROL DE ENTRADA Y SALIDA:
En teoria los dispositivos de e/s se comunican con la CPU por los buses del sistema dado que son muy heterogeneos seria muy costoso que la CPU los manejase directamente estos dispositivos estan conectados a una pieza de hardware llamada controlador de dispositivo (a veces controladora o adaptador)
El controlador de dispositivo admite comandos abstractos de la CPU
y se encarga de transmitrlos al dispositivo Se libera a la CPU de tareas de muy bajo nivel.
El controlador de dispositivo act´ua de interfaz entre la CPU y el dispositivo de E/S cada controlador puede ocuparse de uno o varios dispositivos del mismo tipo Los controladores se comunican con la CPU a trav´es de unos registros
o puertos. Generalmente incluyen:
a)Registros de control: Para enviar ´ordenes al dispositivo
b)Registros de estado : Para obtener informaci´on del estado dispositivo o
controlador, disponibilidad de datos . . .
c)Registros de datos : Pueden ser de entrada, salida o bidireccionales.
El controlador del dispositivo se encarga de:
1= Coordinar el flujo de tr´afico entre la CPU o memoria, y el dispositivo
perif´erico.
2= Comunicaci´on con la CPU: decodificaci´on de los comandos que vienen
de la CPU, intercambio de los datos de E/S con la CPU, reconocimiento de la direcci´on del dispositivo (debe darse cuenta que los datos que vienen por los buses van dirigidos a este dispositivo y no a otro).
3= Comunicaci´on con el Dispositivo: env´ıo de comandos, intercambio de
datos y recepci´on de la informaci´on de estado.
4= Almacenamiento temporal de datos (buffer) puesto que las velocidades
son muy distintas (CPU y dispositivo)
Detecci´on de Errores
ENTRADA Y SALIDA CONTROLADA POR PROGRAMA E INTERRUPCION:
La entrada proveniente del períferico se transfiere a su módulo y de allí a un registro acumulada bajo el centros del programa, cada instruccion genera una sola entrada o salida, a este método se conoce como entrada y salida programada.
Para reconocer los didpositivos individualmente puede usarse el campo de direcciones de la instruccion, las cuales contienen las direcciones que transfieren el Bus, permitiendole identificar dichas instrucciones de entrada y salida que esten dirigidas a el como las que no, los modulos mencionados tienen varias direcciones las cuales representan los comandos de control o solicitud de estado.
Cabe destacar que la E/S es lenta debido a que se realiza un ciclo completo de instruccion capatar-ejecutar con todos los datospor transferir ,actualmente se emplea transferencias simples basadas en caracteres.
La E/S programada tiene una aplicacion importante basada en métodos alternos que se sirven del módulo para controlar operaciones de entrada y salida emplendo la memoria como sitio intermedio para transferir datos.
En la E/S programada:
+ Los datos se intercambian entre el procesador y el controlador.
+ El procesador envia una orden y espera a que la operación termine ejecutando un programa que controla la operacion (lectura,escrituracomprobacion de estado etc).
Desventajas de E/S programada:
* Consume tiempo, el procesador debe dedicar parte de su tiempo a gestionar las operaciones de entrada y salida.
* Mantiene al procesador innecesariamente ocupado: Si el procesador es más rapido se vera obligado a comprobar el estado del controlador una y otra vez hasta que la operacion finalize.
* Velocidad Límitada: La velocidad de tranferencia está límitada por la velocidad a la que el procesador pueda entender el controlador.
E\S MEDIANTE INTERRUPCION:
*El procesador da la orden y sigue ejecutando otras instrucciones hasta que el controlador de E\S le interrumpe para comunicarle que la operacion ha concluido.
*Es mas eficiente por que elimina esperas innecesarias, pero los datos siguen pasando a traves del procesador.
ACCESO DIRECTO A MEMORIA ALEATORIA:
El acceso directo a memoria (DMA, del inglés direct memory access) permite a cierto tipo de componentes de una computadora acceder a la memoria del sistema para leer o escribir independientemente de la Unidad central de procesamientos (CPU) principal. Muchos sistemas hadrware utilizan DMA, incluyendo controladores de unidades de disco, tarjetas graficas y tarjeta de sonido. DMA es una característica esencial en todos los ordenadores modernos, ya que permite a dispositivos de diferentes velocidades comunicarse sin someter a la CPU a una carga masiva de interrupciones.
PROCESADOR DE ENTRADA Y SALIDA:
El procesador de entrada/salida (IOP) está conectado al bus. El IOP se utiliza para transferir información entre el almacenamiento principal y grupos específicos de controladores. Algunos IOP están dedicados a tipos específicos de controladores, por ejemplo, los controladores de disco. Otros IOP pueden conectar más de un tipo de controlador, por ejemplo, controladores de cinta o controladores de disco.
BUFFER DE ENTRADA Y SALIDA:
En informática, un búfer (del inglés, buffer) es un espacio de memoria, en el que se almacenan datos de manera temporal, normalmente para un único uso (generalmente utilizan un sistema de cola FIFO); su principal uso es para evitar que el programa o recurso que los requiere, ya sea hardware o software, se quede sin datos durante una transferencia (entrada/salida) de datos irregular o por la velocidad del proceso.
Normalmente los datos se almacenan en un búfer mientras son transferidos desde un dispositivo de entrada (como un ratón o mouse) o justo antes de enviarlos a un dispositivo de salida (por ejemplo: altavoces). También puede utilizarse para transferir datos entre procesos, de una forma parecida a los búferes utilizados en telecomunicaciones. Un ejemplo de esto último ocurre en una comunicación telefónica, en la que al realizar una llamada esta se almacena, se disminuye su calidad y el número de bytes a ser transferidos, y luego se envían estos datos modificados al receptor.
El controlador de dispositivo admite comandos abstractos de la CPU
y se encarga de transmitrlos al dispositivo Se libera a la CPU de tareas de muy bajo nivel.
El controlador de dispositivo act´ua de interfaz entre la CPU y el dispositivo de E/S cada controlador puede ocuparse de uno o varios dispositivos del mismo tipo Los controladores se comunican con la CPU a trav´es de unos registros
o puertos. Generalmente incluyen:
a)Registros de control: Para enviar ´ordenes al dispositivo
b)Registros de estado : Para obtener informaci´on del estado dispositivo o
controlador, disponibilidad de datos . . .
c)Registros de datos : Pueden ser de entrada, salida o bidireccionales.
El controlador del dispositivo se encarga de:
1= Coordinar el flujo de tr´afico entre la CPU o memoria, y el dispositivo
perif´erico.
2= Comunicaci´on con la CPU: decodificaci´on de los comandos que vienen
de la CPU, intercambio de los datos de E/S con la CPU, reconocimiento de la direcci´on del dispositivo (debe darse cuenta que los datos que vienen por los buses van dirigidos a este dispositivo y no a otro).
3= Comunicaci´on con el Dispositivo: env´ıo de comandos, intercambio de
datos y recepci´on de la informaci´on de estado.
4= Almacenamiento temporal de datos (buffer) puesto que las velocidades
son muy distintas (CPU y dispositivo)
Detecci´on de Errores
ENTRADA Y SALIDA CONTROLADA POR PROGRAMA E INTERRUPCION:
La entrada proveniente del períferico se transfiere a su módulo y de allí a un registro acumulada bajo el centros del programa, cada instruccion genera una sola entrada o salida, a este método se conoce como entrada y salida programada.
Para reconocer los didpositivos individualmente puede usarse el campo de direcciones de la instruccion, las cuales contienen las direcciones que transfieren el Bus, permitiendole identificar dichas instrucciones de entrada y salida que esten dirigidas a el como las que no, los modulos mencionados tienen varias direcciones las cuales representan los comandos de control o solicitud de estado.
Cabe destacar que la E/S es lenta debido a que se realiza un ciclo completo de instruccion capatar-ejecutar con todos los datospor transferir ,actualmente se emplea transferencias simples basadas en caracteres.
La E/S programada tiene una aplicacion importante basada en métodos alternos que se sirven del módulo para controlar operaciones de entrada y salida emplendo la memoria como sitio intermedio para transferir datos.
En la E/S programada:
+ Los datos se intercambian entre el procesador y el controlador.
+ El procesador envia una orden y espera a que la operación termine ejecutando un programa que controla la operacion (lectura,escrituracomprobacion de estado etc).
Desventajas de E/S programada:
* Consume tiempo, el procesador debe dedicar parte de su tiempo a gestionar las operaciones de entrada y salida.
* Mantiene al procesador innecesariamente ocupado: Si el procesador es más rapido se vera obligado a comprobar el estado del controlador una y otra vez hasta que la operacion finalize.
* Velocidad Límitada: La velocidad de tranferencia está límitada por la velocidad a la que el procesador pueda entender el controlador.
E\S MEDIANTE INTERRUPCION:
*El procesador da la orden y sigue ejecutando otras instrucciones hasta que el controlador de E\S le interrumpe para comunicarle que la operacion ha concluido.
*Es mas eficiente por que elimina esperas innecesarias, pero los datos siguen pasando a traves del procesador.
ACCESO DIRECTO A MEMORIA ALEATORIA:
El acceso directo a memoria (DMA, del inglés direct memory access) permite a cierto tipo de componentes de una computadora acceder a la memoria del sistema para leer o escribir independientemente de la Unidad central de procesamientos (CPU) principal. Muchos sistemas hadrware utilizan DMA, incluyendo controladores de unidades de disco, tarjetas graficas y tarjeta de sonido. DMA es una característica esencial en todos los ordenadores modernos, ya que permite a dispositivos de diferentes velocidades comunicarse sin someter a la CPU a una carga masiva de interrupciones.
Una transferencia DMA consiste principalmente en copiar un bloque de memoria de un dispositivo a otro. En lugar de que la CPU inicie la transferencia, esta se lleva a cabo por el controlador DMA. Un ejemplo típico es mover un bloque de memoria desde una memoria externa a una interna más rápida. Tal operación no ocupa al procesador y, por ende, éste puede efectuar otras tareas. Las transferencias DMA son esenciales para aumentar el rendimiento de aplicaciones que requieran muchos recursos.
PROCESADOR DE ENTRADA Y SALIDA:
El procesador de entrada/salida (IOP) está conectado al bus. El IOP se utiliza para transferir información entre el almacenamiento principal y grupos específicos de controladores. Algunos IOP están dedicados a tipos específicos de controladores, por ejemplo, los controladores de disco. Otros IOP pueden conectar más de un tipo de controlador, por ejemplo, controladores de cinta o controladores de disco.
En informática, un búfer (del inglés, buffer) es un espacio de memoria, en el que se almacenan datos de manera temporal, normalmente para un único uso (generalmente utilizan un sistema de cola FIFO); su principal uso es para evitar que el programa o recurso que los requiere, ya sea hardware o software, se quede sin datos durante una transferencia (entrada/salida) de datos irregular o por la velocidad del proceso.
Normalmente los datos se almacenan en un búfer mientras son transferidos desde un dispositivo de entrada (como un ratón o mouse) o justo antes de enviarlos a un dispositivo de salida (por ejemplo: altavoces). También puede utilizarse para transferir datos entre procesos, de una forma parecida a los búferes utilizados en telecomunicaciones. Un ejemplo de esto último ocurre en una comunicación telefónica, en la que al realizar una llamada esta se almacena, se disminuye su calidad y el número de bytes a ser transferidos, y luego se envían estos datos modificados al receptor.
