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Sistemas Operativos
Gestión de Entrada / Salida
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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”
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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.
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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.
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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.
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ii. Dispositivos legibles por la maquina: son aquellos que mantienen una comunicación con equipos electrónicos.
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iii. Dispositivos de comunicaciones: son aquellos que están diseñados exclusivamente para mantenerse en comunicación con otros dispositivos a largas distancias.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Los métodos de planificación de disco mas comunes son:
i. Optimización de búsqueda.
ii. Optimización rotacional (latencia).
iii. Optimización del desempeño.
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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.
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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.
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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.