entrada e saída (sistemas operacionais)
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8/19/2019 Entrada e Saída (Sistemas Operacionais)
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Entrada e Saída
Disciplina: Sistemas Operacionais
Período: 2014.2
Professora: Larissa Lucena Vasconcelos
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Introdu!o
O SO controla todos os dispositi"os deE#S de um computador Emite comandos para os dispositi"os$
Intercepta interrup%es$
&rata erros$
'ornece interface entre os dispositi"os e o
resto do sistema.
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Princípios de )ard*are de E#S
Vis!o +eral do ,ard*are de E#S e de
como ele se relaciona com a
pro+rama!o.Dispositi"os de E#S$
-ontroladores de dispositi"os$
E#S mapeada na memria$
/cesso direto memria D/3$
Interrup%es.
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Dispositi"os de E#S
Dispositi"os de locos: arma5ena informa!o em
locos de taman,o fi6o7 cada um com seuendereo
&ransfer8ncias feitas em unidades de um ou maislocos$
-ada loco pode ser lido e#ou escritoindi"idualmente$
E6.: )D7 -D7 DVD7 pen9dri"e.
Dispositi"os de caracteres: en"ia ou recee flu6o
de caracteres sem estrutura de locos!o endere;"eis$!o possuem opera!o de posicionamento$
E6. Interface de rede7 mouses7 impressoras.
/l+uns dispositi"os n!o se encai6am nessa classifica!ocomo o rel+io.
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-ontroladores de dispositi"os
=nidades de E#S s!o constituídas de: componente mec>nico o dispositi"o3$
e componente eletr?nico controlador do dispositi"o3.
Pode ser uma placa de circuito impresso inserida no
P-I$); interfaces padr!o S/&/7 =S@7 etc3 entre o
controlador e o dispositi"o Aue s!o de ai6o ní"el e
s entre+am flu6os de Btes$
O controlador C Auem
montaF os locos se for o caso3 a partir desse flu6o
fa5 a corre!o de erros usando checksum.
torna o loco disponí"el para ser copiado para a
memria principal
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E#S mapeada na memria
-ada controlador possui: /l+uns re+istradores para comunica!o com
-P=
O SO l8 e escre"e neles para comandar o
dispositi"o.
@uffer de dados Aue o SO pode ler
E6. computadores mostram pi6els na tela a partir de
uma memria H/ para "ídeo7 Aue C um uffer de
dados7 Aue pode ser escrita por pro+ramas ou peloSO.
-omo o SO se comunica com esses dois itens
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E#S mapeada na memria
He+istradores s!o associados a portas de E#S7 sacessí"eis ao SO.
/ -P= l8 e escre"e dos seus re+istradores para as portas.E#S mapeada na memria
/ cada re+istrador C associado um endereo Knico de memriaao Aual nen,uma memria ser; associada.
)írido
@uffers na memria e re+istradores em portas de E#S.
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E#S mapeada na memria
-omo funciona
-P= coloca o endereo de controle no arramento7manda um HE/D e di5 se o endereo C da memria oude E#S.Se for da memria7 esta responde$ se for de E#S7 o
dispositi"o responde.
/l+umas "anta+ens:!o precisa de cdi+o assemlB7 M; Aue est; tudo na
memria$en,uma prote!o específica C feita7 apenas a parte de
memria para E#S n!o C mapeada pelo SO.
Des"anta+em: n!o pode usar cac,eSe a -P= per+unta se o dispositi"o est; pronto7 ele n!o
est; e essa informa!o C colocada em cac,e7 nunca a-P= "ai perceer Auando ele ficar pronto.
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N
/cesso direto memria D/3
)ard*are de"e ter um controlador de D/ na placa9m!e7 por e6emplo.
/ -P= ao in"Cs de ir reAuisitando dados a um
controlador de E#S Bte a Bte7 dei6a isso com o ,* de
D/ Aue depois s a"isa -P= Aue os dados est!o namemria e a -P= "ai fa5endo outra coisa.
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Interrup%es
-omo ocorre uma interrup!o. -one6%es entre
dispositi"os e controlador de interrup!o usam
lin,as de interrup!o no arramento em "e5 de
fios dedicados.
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-amadas de Soft*are de E#S
-ada camada tem fun!o e interfaces
com as outras camadas em definidas.
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&ratadores de interrup!o
Interrup%es s!o fatos desa+rad;"eis e de"em sere"itadas.
De"em ser escondidas em partes do SO para Aue amenor parte possí"el dele saia Aue elas e6istem. Ent!o7 para escond89las7 o dri"er Aue iniciou uma E#S C
loAueado atC Aue termine e a interrup!o ocorra
E6. 'a5endo um do*nF em um sem;foro.
Hotina de tratamento de interrup!o cumpre sua tarefa e depoisdesloAueia o dri"er Aue a c,amou7 dei6ando9o apto a e6ecutar.
E6. 'a5endo um upF no sem;foro.
Os dri"ers de"em ser processos do nKcleo do SO.
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Dri"ers dos dispositi"osO dri"er contCm todo o soft*are Aue controla o
dispositi"o.-ada dri"er manipula um dispositi"o ou classe de
dispositi"os muito semel,antes Pois cada dispositi"o pode ser em diferente
E6. dri"er do mouse tem Aue saer Auanto ele se mo"e7 M; o de
disco7 saer sore setores7 posi!o de rao7 etc.
os SOs atuais7 os dri"ers s!o processos no espaoernel7 mas seria muito mais se+uro se fossem doespao usu;rio para seus prolemas n!o afetarem oSO.
/nti+amente os dri"ers eram compilados Muntos com oSO )oMe os dri"ers podem ser dinamicamente carre+ados no
sistema durante a e6ecu!o.
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Dri"ers dos dispositi"os
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Soft*are independente de dispositi"o
E6ecuta fun%es de E#S comuns a todos os dispositi"os.
'ornece interface uniforme para o soft*are no ní"el do
usu;rio.
'ornecimento de taman,o de loco independente
de dispositi"o
/loca!o e liera!o de dispositi"os dedicados
Helatrio dos erros
=tili5a!o de uffer
Interface uniforme para os dri"ers dos dispositi"os
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Interface uniforme para os dri"ers dos
dispositi"os
a3 Sem uma interface9padr!o do dri"er /s fun%es do dri"er disponí"eis para o SO e reAueridas do SO iriam
ser diferentes para cada dri"er Q sama do crioulo doido
3 -om uma interface9padr!o do dri"er para cada tipo de
dispositi"o Diferem s o necess;rio entre um e outro
Os desen"ol"edores do dri"e M; saem o Aue fa5er para conectar
corretamente o dispositi"o ao determinado SO.
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Interface uniforme para os dri"ers dos
dispositi"os
Se as interfaces s!o i+uais7 como diferenciar os
dispositi"os
O soft*are independente fa5 isso pelo nome.
E6. =IR: o nome do dispositi"o especifica unicamenteum i9node de arAui"o especial
esse i9node contCm a informa!o para locali5ar o dri"er
apropriado.
-omo C feita a prote!o de um dispositi"o=ni6 e indo*s tratam os dispositi"os como arAui"os
nomeados e usam a prote!o normal de arAui"os.
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=tili5a!o de uffer
Importante para dispositi"os de locos e caracteres.
@locos:O ,ard*are normalmente l8#escre"e locos inteiros de uma "e5
Processos usu;rios o fa5em em unidades aritr;rias
Se um processo usu;rio escre"er T loco7 o SO de"e coloc;9loem uffer atC Aue o loco seMa completado e aí7 le"ado para odisco.
-aracteres:
=su;rios podem escre"er dados no sistema mais rapidamenteAue a "elocidade Aue eles podem ser colocados na saída.
Entrada do teclado tamCm pode c,e+ar antes de poder sertratada.
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Helatrio de erros
Erros s!o tratados7 na maioria das "e5es7 pelosdri"ersU; Aue a maioria dos erros dependem do dispositi"o7 s o
dri"er sae o Aue fa5er
Se o dri"er n!o conse+uir tratar o erro7 a"isa aosoft*are independente / forma de tratar o erro a+ora se torna +eral
Se for erro de leitura de arAui"o de usu;rio interati"o7 podea"isar e per+untar o Aue fa5er
Se o erro ocorreu na leitura de estrutura crítica do sistema7como o diretrio9rai57 o SO imprime uma mensa+em edesli+a.
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/loca!o e liera!o de dispositi"os
dedicados
/l+uns dispositi"os s podem ser usados por um
processo de cada "e5 e6. +ra"ador de DVD3
O SO de"e "erificar a disponiilidade do dispositi"o
para poder atender ou reMeitar a reAuisi!o
Pode fa5er os processos usarem a c,amada de sistema
openF para o arAui"o referente ao dispositi"o
Se esti"er ocupado7 a c,amada fal,a.
/ c,amada closeF liera o dispositi"o.
Pode loAuear o processo Aue reAuisitou o dispositi"o
adeAuado e +era uma fila para esse dispositi"o.
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&aman,o do loco independente de
dispositi"o
Discos diferentes traal,am com taman,os diferentes
de setores
O soft*are independente esconde isso7 fornecendo um taman,o
l+ico de loco
O mesmo ocorre com dispositi"os de caracteres7 pois al+uns
traal,am com Btes7 outros com unidades maiores.
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Soft*are de E#S no espao do usu;rio
=ma peAuena parte do soft*are de E#S est;
no espao do usu;rio7 podendo ser:
@iliotecas Aue cont8m c,amadas de sistema e6.read7 *rite3
Hotinas como printf e scanf
Spoolin+ para lidar com dispositi"os dedicados em
amientes multipro+ramados.
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Hesumo das camadas do sistema de E#S
-amadas do sistema de E#S e as principais fun%es de cadacamada
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