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    SONIA CATALINA CERMEÑO ROBLEDO.


    ADMINISTRACION DE ENTRADA SALIDA.

    MATERIA:SISTEMAS OPERATIVOS

    ALUMNA:SONIA CATALINA CERMEÑO ROBLEDO

    DOCENTE:ING.YADIRA A.BERNAL JIMENEZ.

    GRADO: TICS 4.1


    Administración de entrada y salida

    Una de las principales funciones de un sistema operativo es controlar todos los dispositivos
    de E/S (entrada/salida) del computador. Debe enviar los comandos a los dispositivos,
    atrapar interrupciones y manejar errores. También debe proporcionar una interfaz sencilla y
    fácil de usar entre los dispositivos y el resto del sistema. En la medida de lo posible, la
    interfaz deberá ser la misma para todos los dispositivos (independiente del dispositivo). El
    código de E/S representa una fracción importante del sistema operativo total. La forma en
    que administra la E/S es el tema de este capitulo.

    En computación, entrada/salida, también abreviado E/S o I/O (del original en inglés


    input/output), es la colección de interfaces que usan las distintas unidades funcionales
    (subsistemas) de un sistema de procesamiento de información para comunicarse unas con
    otras, o las señales (información) enviadas a través de esas interfaces.

    Las entradas son las señales recibidas por la unidad, mientras que las salidas son las
    señales enviadas por ésta. El término puede ser usado para describir una acción; "realizar
    una entrada/salida" se refiere a ejecutar una operación de entrada o de salida
    Los dispositivos de E/S los usa una persona u otro sistema para comunicarse con una
    computadora. De hecho, a los teclados y ratones se los considera dispositivos de entrada
    de una computadora, mientras que los monitores e impresoras son vistos como dispositivos
    de salida de una computadora.

    Los dispositivos típicos para la comunicación entre computadoras realizan las dos
    operaciones, tanto entrada como salida, y entre otros se encuentran los módems y tarjetas
    de red.
    Esta última función es necesaria debido a la deferencia de velocidades entre los
    dispositivos y la CPU y a la independencia que debe existir entre los periféricos y la CPU
    (por ejemplo, suelen tener relojes diferentes).

    Se define una transferencia elemental de información como la transmisión de una sola


    unidad de información (normalmente un byte) entre el procesador y el periférico o
    viceversa. Para efectuar una transferencia elemental de información son precisas las
    siguientes funciones:

    Establecimiento de una comunicación física entre el procesador y el periférico para la


    transmisión de la unidad de información.

    Control de los periféricos, en que se incluyen operaciones como prueba y modificación del
    estado del periférico.
    Manejadores de Dispositivos

    Todo el código que depende de los dispositivos aparece en los manejadores de dispositivos.

    Cada controlador posee uno o más registros de dispositivos:

     Se utilizan para darle los comandos.


     Los manejadores de dispositivos proveen estos comandos y verifican su ejecución adecuada.
     Aceptar las solicitudes abstractas que le hace el software independiente del dispositivo.
     Verificar la ejecución de dichas solicitudes.

    La solicitud de e / s, por ej. para un disco, se debe traducir de términos abstractos


    a términos concretos:

     El manejador de disco debe:


     Estimar el lugar donde se encuentra en realidad el bloque solicitado.
     Verificar si el motor de la unidad funciona.
     Verificar si el brazo esta colocado en el cilindro adecuado, etc.
     Resumiendo: debe decidir cuales son las operaciones necesarias del controlador y su
    orden.
     Envía los comandos al controlador al escribir en los registros de dispositivo del mismo.
     Frecuentemente el manejador del dispositivo se bloquea hasta que el controlador realiza cierto
    trabajo; una interrupción lo libera de este bloqueo.
     Al finalizar la operación debe verificar los errores.
     Si todo esta o.k. transferirá los datos al software independiente del dispositivo.
     Regresa información de estado sobre los errores a quien lo llamo.
     Inicia otra solicitud pendiente o queda en espera.
    La labor de un manejador de dispositivos es la de:
    Si al recibir una solicitud el manejador esta ocupado con otra solicitud, agregara la nueva
    solicitud a una cola de solicitudes pendientes.

    Mecanismos y Funciones de los manejadores de dispositivos

    Funciones generalmente realizadas por el software independiente del dispositivo:

     Interfaz uniforme para los manejadores de dispositivos.


     Nombres de los dispositivos.
     Protección del dispositivo.
     Proporcionar un tamaño de bloque independiente del dispositivo.
     Uso de buffer.
     Asignación de espacio en los dispositivos por bloques.
     Asignación y liberación de los dispositivos de uso exclusivo.
     Informe de errores.
    Las funciones básicas del software independiente del dispositivo son:

     Efectuar las funciones de e / s comunes a todos los dispositivos.


     Proporcionar una interfaz uniforme del software a nivel usuario.
    El software independiente del dispositivo asocia los nombres simbólicos de los dispositivos
    con el nombre adecuado.
    Un nombre de dispositivo determina de manera única el nodo-i de un archivo especial:
     Este nodo-i contiene el número principal del dispositivo, que se utiliza para localizar
    el manejador apropiado.
     El nodo-i contiene también el número secundario de dispositivo, que se transfiere
    como parámetro al manejador para determinar la unidad por leer o escribir.
    El software independiente del dispositivo debe:
     Ocultar a los niveles superiores los diferentes tamaños de sector de los distintos
    discos.
     Proporcionar un tamaño uniforme de los bloques, por ej.: considerar varios sectores
    físicos como un solo bloque lógico.
    Estructura de datos para manejo de dispositivos

    ¿Qué es una estructura?

    Los sistemas operativos actuales son grandes y complejos, estos deben poseer una
    ingeniería correcta para su fácil actualización y para que puedan cumplir su función
    correctamente. La estructura es generalmente modular, cada modulo cumple una
    función determinada e interactúa con los demás módulos.


     Estructura simple:

    El sistema MS-DOS es, sin duda, el mejor sistema operativo para micro-
    computadoras. Sin embargo, sus interfaces y niveles de funcionalidad no están bien
    definidos. Los programas de aplicación pueden acceder a operaciones básicas de
    entrada / salida para escribir directamente en pantalla o discos. Este libre acceso,
    hace que el sistema sea vulnerable, ya que un programa de aplicación puede
    eliminar por completo un disco rígido por alguna falla. Además este sistema, también
    esta limitado al hardware sobre el que corre.
    Otra estructura simple es la utilizada por la versión original de UNIX, esta consiste de
    dos partes separadas, el kernel y los programas de sistemas . El kernel fue
    posteriormente separado en manejadores (drivers) de dispositivos y una serie de
    interfaces. El kernel provee el sistema de archivos, la programación de CPU, el
    administrador de memoria y otras funciones del sistema operativo que responden
    a las llamadas del sistema enunciadas anteriormente.

     Estructura por capas (layers) :

    Las nuevas versiones de UNIX se diseñaron para hardware mas avanzado.


    Para dar mayor soporte al hardware, los sistemas operativos se dividieron en
    pequeñas partes. Ahora los sistemas operativos tienen mayor control sobre el
    hardware y las aplicaciones que se ejecutan sobre este.
    La modularizacion de un sistema se puede presentar de varias formas, la mas
    utilizada es la de capas, la cual consiste en dividir al sistema operativo en un
    numero de capas. La capa de menor nivel es el hardware y la de mayor nivel
    es la interfaz con el usuario.

     La principal ventaja es que cada capa cumple con una serie de funciones y
    servicios que brinda a las otras capas, esto permite una mejor organización
    del sistema operativo y una depuración mas fácil de este.
     Cada capa se implementa solo utilizando las operaciones provistas por la
    capa de nivel inferior. Una capa no necesita saber como se implementan
    estas funciones, solo necesita saber que operaciones puede realizar.

    Operaciones de entrada/salida

    Funciones que realizan

    Vamos a señalar las funciones que debe realizar un computador para ejecutar trabajos de
    entrada/salida:

    - Direccionamiento o selección del dispositivo que debe llevar a cabo la operación de E/S.
    - Transferencia de los datos entre el procesador y el dispositivo (en uno u otro sentido).
    - Sincronización y coordinación de las operaciones.
     Esta ultima función es necesaria debido a la deferencia de velocidades entre los
    dispositivos y la CPU y a la independencia que debe existir entre los periféricos y la
    CPU (por ejemplo, suelen tener relojes diferentes).
     Se define una transferencia elemental de información como la transmisión de una
    sola unidad de información (normalmente un byte) entre el procesador y el periférico
    o viceversa. Para efectuar una transferencia elemental de información son precisas
    las siguientes funciones:

    - Establecimiento de una comunicación física entre el procesador y el periférico


    para la transmisión de la unidad de información.
    - Control de los periféricos, en que se incluyen operaciones como prueba y
    modificación del estado del periférico. Para realizar estas funciones la CPU
    gestionara las líneas de control necesarias.
     Definiremos una operación de E/S como el conjunto de acciones necesarias para la
    transferencia de un conjunto de datos (es decir, una transferencia completa de
    datos). Para la realización de una operación de E/S se deben efectuar las
    siguientes funciones:

    - Recuento de las unidades de información transferidas (normalmente bytes) para


    reconocer el fin de operación.
    - Sincronización de velocidad entre la CPU y el periférico.
    - Detección de errores (e incluso corrección) mediante la utilización de los códigos
    necesarios (bits de paridad, códigos de redundancia cíclica, etc.)
    - Almacenamiento temporal de la información. Es más eficiente utilizar un buffer
    temporal específico para las operaciones de E/S que utilizan el área de datos del
    programa.
    - Conversión de códigos , conversión serie/paralelo, etc.

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