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El sistema de entrada y salida, Nombre - Coggle Diagram
El sistema de entrada y salida
E/S dispositivos
Además de proveer abstracciones para controlar procesos, memoria y archivos, el sistema operativo debe controlar todos los dispositivos que se conecten a él. El SO debe poder controlar los comandos enviados a los dispositivos, capturar interrupciones y manejar errores de manera apropiada. La clave del manejo del E/S es la posibilidad de brindar la misma interfaz para todos los dispositivos.
Hardware E/S
Dispositivos de bloque
Los E/S dispositivos pueden ser divididos en 2 categoría: Dispositivos de bloque y Dispositivo de carácter. Un Dispositivo de bloque es un dispositivo que guarda información en bloques de tamaño fijo, cada uno de ellos con sus propias direcciones. Los tamaños comunes de bloques son 512 a 65,536 bytes. Algunos ejemplos de Dispositivos de bloque son: HardDisk, USB, Blue Ray.
Dispositivos de carácter
Un Dispositivo de carácter entrega o acepta un flujo de caracteres sin importar el tamaño o estructura. Este tipo de dispositivo no tiene direcciones y tampoco utiliza operaciones seek. Algunos ejemplos de Dispositivo de carácter son: mouse, teclado, impresora, tarjeta de red (NIC).
Tasas de transferencia de datos
Los E/S dispositivos cubren un amplio rango de velocidades que llevan al software a sus límites. El software que se comunica con los E/S dispositivos debe poder detectar y adaptar su velocidad de transmisión para poder trabajar con normalidad. Conforme avanza la tecnología de hardware, estos rangos aumentan considerablemente.
Interrupciones E/S
¿Cómo funcionan?
Cuando un E/S dispositivo ha finalizado su trabajo, causa una interrupción, enviando una señal al bus que le ha sido asignado. Esta señal es detectada por el Chip Controlador de interrupciones que decide que hacer. Esta señal causa que el CPU detenga lo que está realizando para atender esta señal.
Las interrupciones son manejadas por rutinas de interrupción que han sido cargadas como parte del kernel address space. A diferencia de las llamadas al sistema, las interrupciones ocurren asíncronamente.
Dispositivos y controladores E/S
Controladores de dispositivos
Las unidades E/S consisten de componentes mecánicos y electrónicos. El componente electrónico es denominado Controladores de dispositivos o adaptador. El componente mecánico es el dispositivo en sí mismo. En las computadoras, el controlador de dispositivo toma la forma de un chip que se inserta en un slot de expansión (PCIe).
Un controlador de dispositivo usualmente tiene un conector o varios en el cual un cable permite conectar al dispositivo. Muchos controladores pueden manear 2, 4, 6 o incluso 8 dispositivos idénticos. En la industria tecnológica, se utilizan interfaces estándares entre el controlador y el dispositivo. Entre los organismos que regulan estos estándares tenemos: ANSI, IEEE e ISO.
El trabajo del controlador de dispositivo es convertir el flujo serial de bits en bloques de bytes y efectuar cualquier corrección de error. El bloque de bytes primero es ensamblado bit a bit en un buffer dentro del controlador. Después de aplicar el checksum y haber verificado que no hay errores, se procede a copiar el bloque a la memoria.
Driver de dispositivos
Cada E/S dispositivo necesita algún código específico para poder controlarlo. Este código se llama driver de dispositivo. Cada driver de dispositivo normalmente maneja un tipo de dispositivo o al menos una clase de dispositivos relacionados. Por ejemplo, un SCSI disk driver puede manejar diferentes discos SCSI de distintos tamaños. En otros casos, diferentes dispositivos están basados en tecnologías relacionadas. Por ejemplo, los dispositivos USB.
Nombre
Johan Andersson Chucas Julca
