Sistemas de Entrada/Saída Ciência da Computação Sistemas de Entrada/Saída Objetivos de Concepção independência de codificação independência do periférico eficiência gerenciamento padrão aplicativos interface de processo KERNEL gerenciador de dispositivo (device driver) hardware interface de dispositivo dispositivos SO - Zeque

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

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

Interfaces de Entrada/Saída 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)

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

Software de Entrada/Saída 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

Buferização (buffering) técnica para antecipação de transferências de entrada/saída diminui o chaveamento de processos transferência de entrada realizada 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 Saída processos colocam dados no buffer de saída processos esperam se buffer de saída está cheio

Spooling técnica para permitir que procedimentos de entrada/saída para dispositivos não compartilháveis possam ser realizados simultaneamente transferências realizadas para meios intermediários transferências 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 pesadamente classes de spooling de entrada de saída

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

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

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

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

Dispositivo de E/S: Disco panela 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 cilindro de retardo rotacional:esperar pela passagem do setor sobre a cabeça de 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

Dispositivo de E/S: Disco Organização setor trilha Panela de disco Superfície de disco

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/assíncrona sobreposição de e/s e computação grandes objetos armazenados em áreas contíguas espaço de swap entre centro e borda ordem de serviço de requisições: FCFS, SSTF, SCAN, C-SCAN, LOOK, C-LOOK