Sistemas operacionais Dispositivos de entrada e sada Dispositivos

Sistemas operacionais Dispositivos de entrada e saída

Dispositivos de entrada e saída Periféricos: Um periférico pode ser visto como qualquer dispositivo conectado a um computador de forma a possibilitar sua interação com o mundo externo.

Dispositivos de entrada e saída Periféricos: De acordo com o sentido do fluxo de dados entre o computador e o dispositivo, esses podem ser divididos em periféricos de entrada, periféricos de saída, ou ainda periféricos de entrada e saída.

Dispositivos de entrada e saída Periféricos: Os periféricos são conectados ao computador através de um componente de hardware denominado interface. As interfaces constituem um elemento chave para coordenação da transferência de dados entre periférico e o processador, ou entre periférico e memória.

Dispositivos de entrada e saída Periféricos: As interfaces empregam no seu projeto um outro componente de hardware: o controlador. Um controlador nada mais é que um processador projetado especificamente para realizar uma função, como, por exemplo, controlar um disco rígido.

Dispositivos de entrada e saída Periféricos: Os dispositivos de I/O, dependendo de sua interconexão física às interfaces, podem ser do tipo serial ou paralelo. Essa característica está relacionada à maneira pela qual os dados são transferidos entre os dispositivos de I/O e as interfaces

Dispositivos de entrada e saída Periféricos: Uma interface serial é aquela que existem apenas uma linha para os dados. Os dados podem trafegar em dois sentidos, mas em apenas um sentido por vez!

Dispositivos de entrada e saída Periféricos: Uma interface paralela possui várias linhas para os dados, permitindo assim que vários bits sejam transferidos simultaneamente (em paralelo) entre os dispositivos de I/O e a interface.

Dispositivos de entrada e saída Periféricos: Dispositivos de E/S são dispositivos de hardware bastante variados: ¨ Orientados a caracteres ou a blocos ¨ Síncronos ou não ¨ Compartilhados ou não ¨ Velocidades diferentes

Dispositivos de entrada e saída O Sistema Operacional deve gerenciar os dispositivos de I/O e ainda abstrair o acesso a todos esses periféricos de E/S para o usuário final. ¨ Independência de dispositivos São dispositivos lentos ¨O Sis. Op. deve ser eficiente ao usá-los.

Dispositivos de entrada e saída Organização da gerência de I/O

Dispositivos de entrada e saída n Cada driver Hardware. ¨ ¨ encapsula as características do dispositivo de Conversa com o controlador do dispositivo; É a parte mais específica do Sis. Op. n Acompanha o hardware quando da sua aquisição ou vem nativamente no sistema operacional. n Em geral existe uma versão de driver para cada sistema operacional específico. n Poder seguir um padrão (e. g. SCSI, USB. . . )

Dispositivos de entrada e saída Tipos de drivers/dispositivos. Orientados a blocos Acessa-se blocos de bytes de uma vez; n Cada bloco deve ter um endereço; n Exemplos: disco, discos removíveis

Dispositivos de entrada e saída Tipos de drivers/dispositivos. Dispositivos orientados à rede n n n O tempo de acesso à rede é ainda diferente do tempo de uso de outros devices usuais. Por isso, costuma-se definir uma interface específica para devices orientados a rede. A interface típica é o socket

Dispositivos de entrada e saída Tipos de drivers/dispositivos. Dispositivos orientados à rede n n n Pode-se criar um socket, abri-lo e fechá- lo; Quando aberto, pode-se: Se conectar no socket (connect); Ouvir no socket até alguma coisa chegar (listen); Escrever no socket (write) Pode-se ouvir vários sockets e selecionar (select) uma ação apropriada ao socket de onde veio a informação.

Dispositivos de entrada e saída Tipos de drivers/dispositivos. Dispositivos orientados à rede Existem vários protocolos de rede suportados pelos sockets: n Fluxo confiável de bytes (pipe); n Fluxo confiável de pacotes; n Fluxo não confiável;

Dispositivos de entrada e saída Outras formas de classificar: n Compartilháveis ou não: possibilidade de ser acesso por vários processos no mesmo tempo. ¨ n Tela vs. Impressora. Seqüencial ou randômico ¨ Mouse vs. disco n Acessível em leitura só, ou em escrita/leitura. n Mapeado na memória / usa registradores

Dispositivos de entrada e saída O subsistema de E/S Basicamente, ele define interfaces padronizadas em cima dos drivers, para serem usadas pelo núcleo. Possibilita o acesso a vários dispositivos, independente de suas peculiaridades. Exemplos: interface Ethernet para a rede: n Define um endereço IP, um endereço de roteamento (gateway), um prazo máximo de atendimento. . . n Independente da placa de rede específica! Interface do Mouse: n Vai tratar eventos tais como ‘clic’ ou movimentação. n Independente do tipo de mouse!

Dispositivos de entrada e saída Funções típicas e genéricas da interface n n n Buffer e Caches Tratamento de erros Escalonamento de dispositivo Compartilhamento e controle de acesso Mais funções “backdoor”

Dispositivos de entrada e saída Tratamento de erros O Sistema Operacional deve identificar: n O tipo de erro ¨ Transiente/permanente ¨ SW / HW n Qual dispositivo é à origem do erro Deve retornar o identificador do erro para o usuário. Deve logar o erro. n n

Dispositivos de entrada e saída Bufferização Buffer não é cache! Buffer = área de armazenamento temporário de dados. Útil para: n Ajustar tamanho de dados - Byte vs. Pacotes n Ajustar velocidades entre dispositivos n Possibilitar o assincronismo Mas cache é um buffer orientado ao desempenho!

Dispositivos de entrada e saída Bufferização Problemas básicos: n Manutenção da coerência entre o buffer e os dados originais. n tamanho do buffer; n O que fazer quando estoura o buffer? ¨ ¨ Aumentar o buffer. . . Usar um outro buffer. . . Usar vários outros buffers Sistema de buffers circulares.