UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA DE LAS FUERZAS ARMADAS

UNEFA núcleo Lara

Entrada y salida designa cualquier transferencia de información desde o hacia memoria o el procesador.

Comprende tanto la transferencia entre diversos niveles de la memoria como la comunicación con los periféricos.

El sistema de entrada y salida es la parte del S.O. encargada de la administración de los dispositivos de e/s.

Este sistema proporciona un medio para tratar los archivos y dispositivos de manera uniforme, actuando como interfaz(debe ser independiente, sencilla y fácil de utilizar) entre los usuarios y los dispositivos de e/s que pueden ser manipulados por ordenes de alto nivel.

1. INTRODUCCION

Existen tres características que agudizan el problema de entrada y salida:

1.Operación asincrónica debido a que los tiempos de transacción de la CPU con la memoria y los dispositivos de E/S son muy diferentes. Los dispositivos de E/S actúan asincrónicamente respecto a la unidad lógica.

2.Diferencia de velocidades entre los dispositivos de E/S y la CPU de memoria, los dispositivos mas rápidos se conectan mediante canales especializados utilizando técnicas de DMA y los mas lentos se controlan desde la CPU.

3.Conversiones de formato entre los periféricos y el sistema, debido a que mientras unos dispositivos necesita transferencias en serie los otros transmiten en paralelo.

2. PRINCIPIOS DE HARDWARE DE E/S

PRINCIPIOS DE HARDWARE DE E/S

1. Dispositivos De Entrada Y Salida

2. Controladores De Dispositivos

3. Puertos De Entrada Y Salida

4. Acceso Directo A Memoria

5. Canales De Entrada Y Salida

DISPOSITIVOS DE E/S

Estos dispositivos se dividen en dos categorías:

De Bloque: asociados a los dispositivos de alta velocidad, que transmiten datos mediante el DMA.

Carácter: controlados por la CPU y transmiten carácter a carácter.

CONTROLADORES DE DISPOSITIVO

Las unidades de E/S tienen una parte mecánica que es el propio dispositivo y

otra electrónica que se llama controlador del dispositivo y actúa como

intermediario entre la computadora y los dispositivos.

Las funciones que realiza el controlador y el periférico dependen de cada

tipo de dispositivo.

El controlador convierte el flujo de bits en serie transmitidos desde un

dispositivo en un bloque de bytes para la CPU y realizar las correcciones de los

errores que se puedan cometer en la transmisión.

El controlador dispone de tres capas funcionales: La interfaz del bus, el

controlador y la interfaz del dispositivo.

PUERTOS DE E/S

La capa intermedia del controlador se forma a través de registros

dedicados, estos registros se les denominan puertos de E/S.

Las funciones mas importantes en estos puertos son:

Registros De EntradaRegistros De Salida

Registros De Estado

Registro De Ordenes

Guardan los datos hasta que la CPU o el dispositivo destino este preparado para recibirlos.

Se encargan de transmitir ordenes de E/S entre la CPU y un dispositivo de E/S

Se usan para indicar a la CPU el estado del dispositivo de E/S dando informaciones tales como: dispositivo preparado, ocupado, etc.

ACCESO DIRECTO A MEMORIA (DMA)Este dispositivo permite la transferencia directa de información entre

la memoria y los periféricos o viceversa, sin necesidad de ningún canal de intercambio.

El DMA necesita: 1.Registro: almacena la dirección de memoria desde donde se produce la transferencia.2.Registro contador: guarda la longitud de bloque a transferir.3.Bits: indica si la operación es de lectura o escritura.4.Bloque de control: controla el funcionamiento del sistema.

Existen 3 tipos de transferencia para el máximo aprovechamiento del bus:1.Por ráfagas: el DMA toma el control del bus y no lo suelta hasta terminar la transferencia.2.Por robo de ciclo: el DMA toma el bus durante un ciclo enviando una palabra cada vez.3.Transparente: se aprovechan los ciclos en que el procesador no usa el bus.

CANALES DE E/S

Un canal es un microprocesador especializado en las operaciones de E/S

Posee una palabra de estado que contiene un contador e indicadores del estado de la operación que esta realizando.

El programa que lo administra dispone de una serie de comandos, en donde cada uno tiene una función sencilla. Este programa es controlado y preparado por el procesador central.

3. PRINCIPIOS DE SOFTWARE DE E/S

Consiste en organizar el software como una serie de estratos que

oculten las características del hardware y presente una interfaz

sencilla a los usuarios.

Es importante resaltar la independencia del dispositivo, el control de

errores, y los dispositivos con solo un propósito y dispositivos

compartibles por varios usuarios al mismo tiempo.

Para lograr esto el software se estructura en 4 niveles:

Manejadores de interrupciones.Manejadores de dispositivos.Software de E/S independiente del dispositivoSoftware del usuario.

MANEJADORES DE INTERRUPCIONES

Es la parte mas oculta de la estructura, cuando se emite un comando y se espera una interrupción el manejador del dispositivo queda bloqueado.

Los procedimientos de interrupciones comienzan con una orden de grabar para salvar los registros del proceso en ejecución, después la orden interrupción llama a un manejador que controla la interrupción y devuelve el control al proceso cuando se elimina el error o petición que provoco la interrupción.

MANEJADORES DE DISPOSITIVOS

Consiste en aceptar las solicitudes abstractas del software para el dispositivo que maneja y comprobar que dichas solicitudes emplean los requisitos para ser atendidos.

Cada manejador se hace cargo de un dispositivo o de una clase de dispositivos relacionados entre si.

Cuando es emitida la solicitud el manejador puede estar libre e iniciar la ejecución de la solicitud de inmediato o estar ocupado con otra solicitud en donde guardara la nueva petición en una lista de espera.

SOFTWARE DE E/S INDEPENDIENTE DEL

DISPOSITIVOLas funciones independientes de los dispositivos son:

La información de los errores.

La asignación y designación de los dispositivos.

La protección de los dispositivos.

Su nominación.

Designación del tamaño de los bloques.

La independencia se hace a nivel de usuario de forma que aunque

existan diferencias entre los dispositivos, estas estén ocultas para

ellos.

SOFTWARE DEL USUARIO

La idea es grabar un directorio especial con los programas

que vana ir al dispositivo y un programa manejador de dicho

directorio, que selecciona el siguiente procesos cada vez que

el dispositivo queda libre.

Con esto se evita que el usuario mantenga el dispositivo

abierto para su uso un tiempo indefinido mientras que otros

procesos están esperando utilización de dicho periférico