Dispositivos de entrada y Salida Sistemas Operativos

Funciones de un sistema operativo al manejar dispositivos de entrada/salida (E/S):

• comunicarse con los dispositivos
• manejar interrupciones
• manejar errores
• proporcionar interfaz sencilla y fácil de usar
• tratar de generalizar interfaz independiente del dispositivo

Clasificación de los dispositivos E/S :

1. Dispositivos legibles por los humanos: apropiados para la comunicación con el usuario (mouse, teclado, monitor, impresora)

2. Dispositivos legibles por máquina: adecuados para comunicarse con equipos electrónicos (discos, cintas)

3. Dispositivos de comunicaciones: apropiados para comunicarse con dispositivos lejanos (modem, tarjeta Ethernet).

Diferencias de los dispositivos E/S:

1. Aplicaciones (ej: disco que almacena archivos, disco que almacena páginas de memoria virtual)
2. Complejidad del control (ej: impresora vs. disco)
3. Unidad de transferencia (bytes o bloques)
4. Representación de los errores (check sum, codificación)
5. Condiciones de error (cómo y qué se informa)
6. Velocidad de los datos (diferencia en varios órdenes de magnitud)

Velocidades de Datos de Dispositivos

Clasificación de los dispositivos E/S :

1. Dispositivos de bloques: dispositivos que almacenan la información en bloques de tamaño fijo (discos)
2. Dispositivos de caracteres: maneja la información mediante un flujo de caracteres sin estructurarlos en bloques (mouse, teclado, impresora)

Existen tres técnicas para realizar la E/S:

1. E/S programada
2. E/S dirigida por interrupciones
3. E/S por acceso directo a la memoria

E/S programada El dispositivo E/S realiza la acción (no la CPU) colocando los bits necesarios en sus registros de status.

• No hay interrupciones.
• La CPU chequea los bits de status continuamente.

E/S dirigida por interrupciones

• La CPU es interrumpida cuando el dispositivo E/S está listo para intercambiar datos
• La CPU esta libre entre la solicitud de datos e interrupción
• No hay necesidad de esperar
• Consume mucha CPU ya que cada byte leído/escrito pasa por la CPU desde/hacia la memoria

Características necesarias para tener una interrupción precisa

1. • El contador de programa (PC) se guarda en un lugar conocido.
   • Todas las instrucciones previas a aquella a la que apunta PC ya se ejecutaron por completo.
   • No se ha ejecutado ninguna instrucción posterior a aquella a la que apunta PC.
   • Se conoce (y se guarda en un lugar conocido) el estado de ejecución de la instrucción a la que apunta PC.

   Si una interrupción no posee los requisitos anteriores es una “interrupción imprecisa” lo cual hace muy difícil el diseño de un sistema operativo, pues se debe determinar que ha sucedido y que aún no ha sucedido cuando se interrumpe.

   E/S con acceso directo a memoria

   • Transfiere un bloque de datos directamente hacia/desde la memoria
   • Se envía una interrupción cuando los datos fueron transferidos
   • La CPU sólo participa al inicio y al final de la acción