Sistemas Operativos

Gestión de Entrada / Salida

Asignatura: Sistemas Operativos I (VIRTUAL)Profesor: Karla Miroslava Olmos SánchezGrupo: “W”Horario: Lunes a Viernes de 22:00 a 23:00 Horas

    Alumno: Juan Castro DíazMatricula No.: 94160Profesión: Ingeniería en Sistemas Computacionales

Módulo E: Gestión de Entrada / Salida.

Viernes, 30 de abril de 2010.

 Av. Del Charro # 610 Norte.

“Por una vida científica, por una ciencia vital”

TÓPICOS:

• Introducción.• Dispositivos de Entrada / Salida.• Controladores de dispositivos.• Organización de las funciones de

Entrada / Salida.• Hardware para Discos.• Optimización de búsqueda en Discos.• Optimización del desempeño.• Bibliografía.

Introducción:La gestión de entrada / salida es una de las funciones principales de todo Sistema Operativo en cuanto al control de todos los dispositivos, como lo son:

o Comunicación con los dispositivos.o Detección de interrupciones y control de

errores.o Proporcionar una interfaz entre los

dispositivos y el resto del sistema los mas sencilla y viable posible.

Dispositivos de Entrada / Salida.

Los dispositivos externos se clasifican básicamente en tres categorías:

i. Dispositivos legibles por los humanos: son aquellos que están diseñados para mantener comunicación entre la computadora y el usuario.

ii. Dispositivos legibles por la maquina: son aquellos que mantienen una comunicación con equipos electrónicos.

iii. Dispositivos de comunicaciones: son aquellos que están diseñados exclusivamente para mantenerse en comunicación con otros dispositivos a largas distancias.

Dentro de esta gama de dispositivos, existen grandes diferencias que los hacen únicos y especiales dentro de su clase.

Velocidad de transmisión de los datos. Aplicaciones: la utilidad que tiene un

dispositivo, su conectividad y funcionalidad con un software.

Complejidad de control: tipo de interfaz de control del dispositivo.

Unidad de Transferencia: tipos de transmisión de datos (flujo de bytes o caracteres).

Representación de los datos: tipo de esquema de codificación de datos.

Condiciones de error: tipo de error, forma de comunicarlo, y consecuencias.

Los dispositivos de Entrada / Salida, se dividen en dos categorías que son:

Dispositivos de bloque: son aquellos que almacenan la información en bloques de tamaño fijo y estos a su vez guardan su propia dirección.

Dispositivos de carácter: son todos aquellos que envían o reciben un flujo de caracteres, es decir, no se sujetan a una estructura de bloques.

Controladores de dispositivos.

Toda unidad de Entrada / Salida consta de un componente mecánico y un componente electrónico.

A el componente electrónico se le conoce como controlador del dispositivo o adaptador.

El dispositivo o unidad es el componente mecánico.

Organización de las funciones de Entrada / Salida.

Las tres técnicas básicas para realizar Entrada / Salida son:

I. E/S programada: el procesador emite una orden por parte de un proceso al modulo de E/S, y este espera a que se termine dicha operación para proseguir.

II. E/S dirigida por interrupciones: El procesador emite una orden por parte de un proceso, se continua la ejecución de las instrucciones siguientes y es interrumpido por el modulo de E/S cuando esté ha completado su trabajo.

III. Acceso directo a DMA: un modulo de DMA controla el intercambio de datos entre al memoria principal y un modulo de E/S.

A medida que los años pasan y los Sistemas Operativos se han innovado, también las funciones de E/S se han visto beneficiados.

1. El procesar controla directamente los dispositivos.

2. Se agrega un controlador o módulo de E/S.

3. Se emplean interrupciones en los módulos de E/S para un mejor funcionamiento del procesador.

4. El módulo de E/S recibe el control directo de la memoria, a través de DMA.

5. El módulo de E/S es mejorado, para construir un procesador independiente y especialmente para realizar E/S.

6. Se agrega una memoria local al módulo de E/S para formar parte de un computador independiente.

Hardware para Discos.Los parámetros de rendimiento de discos mas importantes son:

• Tiempo de búsqueda: es el tiempo que se tarda en ubicar la cabeza en una pista.

• Retardo de giro o latencia de giro: es el tiempo que tarda el comienzo de un sector en llegar a la cabeza.

• Tiempo de acceso: es la suma del tiempo de búsqueda y el retardo de giro, es decir, el tiempo que tarda en llegar a la posición de lectura y escritura.

• Tiempo de transmisión: es el tiempo que tarda en leerse o escribirse los datos en un disco.

Los métodos de planificación de disco mas comunes son:

i. Optimización de búsqueda.

ii. Optimización rotacional (latencia).

iii. Optimización del desempeño.

Optimización de búsqueda en Discos.

Las estrategias de optimización del tiempo de búsqueda mas comunes son:o FIFO: se obtiene como resultado una búsqueda al

azar.o SSTF (menor tiempo de búsqueda

primero): se enfoca en atender las peticiones que impliquen el menor tiempo de búsqueda.

o Scan: consiste en que el brazo del disco se mueve de un lado a otro, sirviendo a todas las peticiones que encuentre a su paso.

o C-Scan: consiste en que el brazo solo se mueve en un solo sentido y atiende la petición mas cercana a la pista externa.

Optimización del desempeño.Dicha estrategia se ha tratado de lograr empleando métodos de hardware, Sistemas Operativos y de sistemas de aplicaciones.

Programas de reorganización de disco.

Redundancia en la información.

Colocación estratégica de los datos en disco.

Aumento en la velocidad rotacional del disco.

Bibliografía. Stallings, W (1997). Sistemas Operativos.

Segunda edición. Prentice Hall. Madrid, España.

Tanenbaum, A. (1993). Sistemas Operativos Modernos. Tercera edicion. Editorial Pearson. Mexico.

Silberschatz, G. (1999). Operating System Concepts. Sixth edition. Prentice Hall.

Gracias.