Gestión de Entradas y Salidas.

Gestión de Entrada y Salida: esto representa los intercambios de información desde el procesador o incluso al acceso directo de la memoria. Esta actividad de entrada y salida se realiza gracias a la relación que hay entre el sistema operativo con los diversos periféricos, así administrar y controlar  los estados y recursos que tienen cada uno de estos mediante los controladores de dispositivos.

Dispositivos o periféricos: son aparatos solidos e  independientes que van conectados a la unidad central de la computadora. Existen diversos tipos de dispositivos con funciones  diferentes.

     Existen tres tipos de dispositivos según su función:

        

Dispositivos de entrada: tienen la tarea de introducir información, órdenes, comandos e instrucciones para que la computadora lo procese con el sistema operativo.

Entre los más conocidos se encuentran:

El Teclado.

Es el principal dispositivo para introducir órdenes e información al sistema.

El Mouse.

Dispositivo fundamental que sirve para señalar  y accionar los diversos elementos de la pantalla del computador. 

El Escáner.

Este dispositivo nos permite convertir en formato digital los textos, fotografías e imágenes impresas.

Dispositivos de salida: son los que se encargan de procesar los resultados de salida  de los procesos de datos. Y mostrarlos al usuario.

Entre ellos tenemos:

El Monitor.

Es el principal dispositivos en procesar los datos y mostrárselos al usuario.

La Impresora.

Es el periférico encargado de hacer copias en papel de la información que nos muestra el computador.

Dispositivos de Bloques: Estos periféricos almacenan información en bloques de tamaño fijo, estos van desde 128 bytes hasta 1024 bytes.

Entren los  dispositivos de bloques se encuentran:

Unidad de lectora  de CD –ROM.

     Permite leer datos, los cuales se graban en el disco duro o pueden ser leídos para obtener información.

Disco Duro.

Proporcionan un acceso más rápido a los datos que los discos flexibles y pueden almacenar mucha más información.

Problemas entre el Sistema Operativo y los Dispositivos.

-Cada dispositivo tiene diferentes funciones.

-Los dispositivos dependen de núcleo de sistema operativo.

-Existe diferentes velocidades entre los dispositivo tanto como de entrada, salida y bloque.

-El sistema operativo trata de buscar la mejor manera de realizar la función de entrada y salida.

Control de entrada y salida: mediante esta actividad el sistema operativo decide que proceso hará uso del recurso, durante cuánto tiempo y en que momento.

Entrada y salida Controladas por Programas e Interrupciones.

Por programas: es la forma más sencilla en realizar operaciones de entradas y salidas. Esto ocurre cuando el procesador y el dispositivo coinciden en el mismo tiempo definido; el procesador interactúa directamente con el dispositivo comprobando el estado o si tiene algún dato listo para así poder recibirlo.

Por interrupciones: en este caso el procesador espera un tiempo indefinido hasta que el modulo que es el encargado de proyectar la operación de entrada y salida este preparado para ejecutar la operación.

Control/estado y datos de entrada y salida controladas por programas: 

el procesador es el que tiene la mayor importancia y determina la actividad y el control sobre los procesos de entrada y salida y el programa indica en que momento se ejecuta.

El microprocesador: Se encarga de decidir el estado de los dispositivos indicando información del dispositivo como: datos listos para transmitir, dispositivo ocupado, dispositivo no conectado o error, etc.

Procesamiento de la Interrupción: a)   El dispositivo le envía una señal de interrupción al procesador. b) El procesador termina la instrucción que estaba ejecutando antes que comience a responder a  la interrupción. c) El procesador investiga si hay una interrupción, si encuentra dicha interrupción le informa al dispositivo que la causo. d) El procesador se prepara para transferir control a la interrupción y guarda información necesaria para terminar con el proceso que se interrumpió. e) El procesador carga en la computadora la dirección de inicio del programa de servicio que se interrumpió. f) Una vez completado con la interrupción, el procesador continúa con el ciclo de instrucción siguiente. h) Cuando se termina con el servicio de la interrupción los registros vuelven a restaurarse.

Entrada y salida sincrónica: cuando la operación de entrada y salida finaliza, el control es retornado al proceso que la generó.

Entrada y salida Sincrónica: retorna al programa usuario sin esperar que la operación de entrada y salida finalice. Se necesita una llamada al sistema que le permita al usuario esperar por la finalización de entrada y salida, si es requerido.

Acceso Directo de la Memoria (DMA).

Tiene la habilidad de transferir directamente la información entre la memoria y los dispositivos de entrada o estos a la memoria sin la necesidad de un canal que intercambie datos.

Características del acceso directo a memoria: -Las computadoras modernas que tienen DMA, transfieren datos a los dispositivos de menos utilización que las que no tienen DMA.

-El procesador transfiere cuando otras operaciones se terminan y dicha transferencia se encuentra en proceso, luego termina cuando recibe la interrupción del DMA.

 -Es útil en actividades de aplicaciones en tiempo real.

El DMA necesita:

-Registro contador: guarda la longitud de bloque a transferir.

-Bits: indica si la operación es de lectura o escritura.

-Bloque de control: controla el funcionamiento del sistema.

Existen 3 tipos de transferencia para el máximo aprovechamiento del bus:

-Por ráfagas: el DMA toma el control del bus y no lo suelta hasta terminar la transferencia.

-Por robo de ciclo: el DMA toma el bus durante un ciclo enviando una palabra cada vez.

-Transparente: se aprovechan los ciclos en que el procesador no usa el bus.

Procesadores de entrada y salida.

-Revisión de métodos de entrada y salida: el procesador efectúa una sentencia de espera hasta que el dispositivo este preparado. La CPU se encarga solo dispositivo durante la

-Entrada y salida por interrupciones: el procesador puede realizar otros procesos y solo atiende el dispositivo que produce la interrupción.

-Acceso directo a memoria: el procesador solo se encarga de realizar el acceso a la memoria indicándole la cantidad de transferencias. Esta actividad solo se encarga de controlar las transferencias. Durante el proceso de entrada y salida el procesador puede realizar otras tareas.

Procesadores de entrada y salida o canales: El canal es un procesador auxiliar dedicado a la operación de entrada y salida. Esto tiene una lista de instrucciones con límites y operaciones de entrada y salida, ya que son capaces de controlar las operaciones mediante las instrucciones.

Las instrucciones se almacenan en la memoria principal de la computadora. El procesador de entrada y salida ejecuta estas instrucciones y controla la transferencia de datos.

Buffer de entrada y salida.

Estos son espacios de memoria principal que se mantienen solo para almacenar datos que envían de los dispositivos o destino a ellos.

Los buffers se clasifican en: buffer simple, que su transferencia de entrada e hace desde el dispositivo hacia el buffer que el sistema operativo guarda en la memoria principal a dicho proceso.

Buffer doble, es cuando un proceso transfiere sus datos a un buffer mientras que el sistema operativo vacía o llena el buffer secundario.