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Sistemas de Entrada/Saída l Objetivos de Concepção –independência de codificação –independência do periférico –eficiência –gerenciamento padrão interface.

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Apresentação em tema: "Sistemas de Entrada/Saída l Objetivos de Concepção –independência de codificação –independência do periférico –eficiência –gerenciamento padrão interface."— Transcrição da apresentação:

1 Sistemas de Entrada/Saída l Objetivos de Concepção –independência de codificação –independência do periférico –eficiência –gerenciamento padrão interface de processo gerenciador de dispositivo (device driver) interface de dispositivo aplicativos KERNEL hardware dispositivos

2 Gerenciamento de E/S l Entrada/Saída é responsável pelo gerenciamento dos dispositivos l Um elemento de Entrada/Saída é um dispositivo capaz de transferir informações entre a memória de um computador e um suporte externo de informação l Um dispositivo de Entrada/Saída é comumente chamado de periférico l Tipos de Dispositivos de E/S –dispositivos de bloco –dispositivos de caracter

3 Gerenciamento de E/S l Processador e Dispositivos executam assincronamente l Características de Dispositivos: –velocidade de tranferência –unidade de transferência –representação de dados –operações –condições de erro

4 Interfaces de Entrada/Saída l Controladores (device controllers) são a parte do hardware que atua como interface entre o computador e os dispositivos um controlador é um dispositivo de comando adaptado a um dado tipo de periférico controlador dispositivo funções lógocas (sinalização) funções físicas (transferência)

5 Interfaces de Entrada/Saída l Acesso Direto à Memória (DMA - Direct Memory Access) l Canal de Entrada/Saída –processador especializado de entrada/saída acesso simultâneo entre processadores: conflitoacesso simultâneo entre processadores: conflito resolução de conflitos: dispositivo de acessoresolução de conflitos: dispositivo de acesso prioridade sobre barramento: maior prioridade para o canal (eventos externos) que para a UCPprioridade sobre barramento: maior prioridade para o canal (eventos externos) que para a UCP

6 Software de Entrada/Saída l Objetivos de Concepção –independência de dispositivo –uniformidade para nomes –manipulação de erros –transferência síncrona ou assíncrona –dispositivos compartilhados ou dedicados Software de Aplicação Software de Sistema (independente de dispositivo) Drivers de Dispositivos Manipuladores de Interrupções Hardware nível 4 nível 3 nível 2 nível 1

7 Buferização (buffering) –técnica para antecipação de transferências de entrada/saída diminui o chaveamento de processosdiminui o chaveamento de processos –transferência de entrada realizada para o Buffer de Entradarealizada para o Buffer de Entrada –processos retiram dados do buffer de entrada –processos esperam se buffer de entrada está vazio –tranferência de saída realizada para o Buffer de Saídarealizada para o Buffer de Saída –processos colocam dados no buffer de saída –processos esperam se buffer de saída está cheio

8 Spooling –técnica para permitir que procedimentos de entrada/saída para dispositivos não compartilháveis possam ser realizados simultaneamente transferências realizadas para meios intermediáriostransferências realizadas para meios intermediários transferências para o dispositivo real são realizadas por um processo chamado de spoolertransferências para o dispositivo real são realizadas por um processo chamado de spooler redução na pressão da demanda para os dispositivos não compartilháveis que são usados pesadamenteredução na pressão da demanda para os dispositivos não compartilháveis que são usados pesadamente –classes de spooling de entradade entrada de saídade saída

9 Spooling l Diagrama de Comunicação Processo de Usuário Spooler Manip. Disco Proc. I/O Manip. Disco Proc. I/O Manip. Imp. Arquivo de saída Buffer Impressora

10 Drivers de Dispositivos –manipulam as atividades dependentes de dispositivos –um driver de dispositivo manipula um tipo ou classe de dispositivos –fornecem uma interface padrão l Drivers de dispositivos do Unix –dispositivos descritos por dois números: o major: o tipoo major: o tipo o minor: a instânciao minor: a instância –manutenção de estruturas de dados distintas para cada instância de dispositivo

11 Drivers de Dispositivos l Organização Processos Interface de Processos Hardware Dispositivos Kernel tarefa driver superior driver inferior fila

12 Dispositivo de E/S: Disco –usuais para armazenamento secundário –características: alta taxa de fornecimento de dadosalta taxa de fornecimento de dados transferência feita por blocotransferência feita por bloco unidades de disco: removível e não-removívelunidades de disco: removível e não-removível –organização: conjunto de superfícies:disco circular coberto de material magnéticoconjunto de superfícies:disco circular coberto de material magnético cada superfície é dividida em trilhas: aneis concêntricoscada superfície é dividida em trilhas: aneis concêntricos cada trilha é dividida em setores: arco de trilha, unidade mínima de transferênciacada trilha é dividida em setores: arco de trilha, unidade mínima de transferência

13 Dispositivo de E/S: Disco panela de discos é uma pilha de discos organizada em cilindros: conjunto alinhado de trilhaspanela de discos é uma pilha de discos organizada em cilindros: conjunto alinhado de trilhas –operações sobre disco através de coordenadas radiais: x, y e z –tempos para ler ou escrever: de busca: posicionar cabeça sobre o cilindrode busca: posicionar cabeça sobre o cilindro de retardo rotacional:esperar pela passagem do setor sobre a cabeçade retardo rotacional:esperar pela passagem do setor sobre a cabeça de transferência: transferir os dados de um setorde transferência: transferir os dados de um setor –os tempos de busca e de retardo rotacional são de latência –o tempo de transferência é de largura de banda

14 Dispositivo de E/S: Disco l Organização Panela de discoSuperfície de disco trilha seto r

15 Dispositivo de E/S: Disco –fornecer a abstração de um disco virtual que é um array linear de setores –fornecer transparência da estrutura física –diminuir o efeito dos tempos de espera –Técnicas disponíveis: transferência síncrona/assíncronatransferência síncrona/assíncrona sobreposição de e/s e computaçãosobreposição de e/s e computação grandes objetos armazenados em áreas contíguasgrandes objetos armazenados em áreas contíguas espaço de swap entre centro e bordaespaço de swap entre centro e borda ordem de serviço de requisições: FCFS, SSTF, SCAN, C-SCAN, LOOK, C-LOOKordem de serviço de requisições: FCFS, SSTF, SCAN, C-SCAN, LOOK, C-LOOK


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