entrada e saída (sistemas operacionais)

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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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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-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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/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

entrada e saída (sistemas operacionais)

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