Aula 05-entrada e-saida

Entrada/Saída

Cristiano Pires Martins

1quinta-feira, 2 de junho de 2011

Introdução} Uma das principais funções de um SO é controlar todos

os dispositivos de E/S de um computador;} Deve fornecer uma interface amigável entre os

dispositivos e o restante do sistema;} O código de E/S representa uma fração significativa de

todo o SO.


Dispositivos de E/S} Dispositivos de Bloco

} Armazena informação em blocos de tamanho fixo, cada um com seu próprio endereço;

} Tamanho: 512 bytes a 32.768 bytes;} Cada bloco pode ser lido e escrito independentemente de todos os

outros.} Ex.: discos.

} Dispositivos de Caractere} Envia ou recebe um fluxo de caractere, sem considerar qualquer

estrutura de blocos;} Não é endereçável por bloco e não dispõe de qualquer operação de

posicionamento;} Ex.: Impressoras, interfaces de redes, mouses, e a maior parte de outros

dispositivos.} Dispositivos que não se enquadram

} Relógio (clock) e Vídeo mapeado em memória.


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Princípios do Hardware de E/S

Taxas de dados típicas de dispositivos, redes e barramentos


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Controladores de Dispositivos

} Componentes de dispositivos de E/S} mecânico } eletrônico

} O componente eletrônico é o controlador do dispositivo} pode ser capaz de tratar múltiplos dispositivos

} Tarefas do controlador} converter fluxo serial de bits em bloco de bytes } executar toda correção de erro necessária} tornar o bloco disponível para ser copiado para a

memória principal


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E/S mapeada na memória (1)

} Cada controlador tem alguns registradores usados para a comunicação com a CPU;

} Por meio de escrita e leitura nesses registradores, o SO comanda o dispositivo;

} Com a leitura ele descobre o estado do dispositivo;

} Os dispositivos também tem um buffer de dados que o SO pode ler ou escrever;


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E/S mapeada na memória (2)

(a) Arquitetura com barramento único(b) Arquitetura com barramento dual


Comparação de Arquiteturas Dual Core

CROSSBAR

Cache Core 1

Core 1

CacheCore 0

Core 0

Controlador de MemóriaHyperTransport

CacheCore 0

Cache Core 1

Core 0 Core 1

Mem

ory

Con

trol

ler

800MHz FSBbottleneck

I/O

I/OChipset

800MHz FSB

I/O

I/OChipset

Link HyperTransport de até 2.0GHz

Controlador de memória na velocidade da CPU

Arquitetura convencional Arquitetura AMD64


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Acesso Direto à Memória (DMA)

Operação de uma transferência com DMA


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Interrupções Revisitadas

Como ocorre uma interrupção. Conexões entre dispositivos e controlador de interrupção usam linhas de interrupção no barramento em vez de fios dedicados


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Drivers dos Dispositivos

} Posição lógica dos drivers dos dispositivos} A comunicação entre os drivers e os controladores de

dispositivos é feita por meio do barramento


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Software de E/S Independente de Dispositivo (2)

(a) Sem uma interface-padrão do driver(b) Com uma interface-padrão do driver


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DiscosHardware do Disco

Parâmetros de disco para o disco flexível original do IBM PC e o disco rígido da Western Digital WD 18300


15

Hardware do Disco

} Geometria física de um disco com duas zonas} Uma possível geometria virtual para esse disco


16

Hardware do Disco

} RAIDs níveis 0 a 2} Discos de segurança e de paridade são os sombreados


17

Hardware do Disco

} RAIDs níveis 3 a 5} Discos de segurança e de paridade são os sombreados


18

Hardware do Disco

Estrutura de gravação de um CD ou CD-ROM


19

Hardware do Disco

} Secção transversal de um disco CD-R e laser} sem escala

} CD-ROM prateado tem estrutura similar} sem camada de tinta} com camada de alumínio em vez de ouro


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Hardware do Disco

Disco DVD com lado duplo e camada dupla


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Formatação de Disco

Uma ilustração da torção cilíndrica21quinta-feira, 2 de junho de 2011

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Formatação de Disco

a) Sem entrelaçamentob) Entrelaçamento simplesc) Entrelaçamento duplo


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Algoritmos de Escalonamentode Braço de Disco

} Tempo necessário para ler ou escrever um bloco de disco é determinado por 3 fatores1. tempo de posicionamento2. atraso de rotação3. tempo de transferência do dado

} Tempo de posicionamento domina} Checagem de erro é feita por controladores


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Algoritmos de Escalonamentode Braço de Disco

Algoritmo de escalonamento de disco Posicionamento Mais Curto Primeiro (SSF)


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Algoritmos de Escalonamento de Braço de Disco

O algoritmo do elevador para o escalonamento das requisições do disco


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Tratamento de Erro

a) Uma trilha de disco com um setor defeituosob) Substituindo um setor reserva por um setor defeituosoc) Deslocando todos os setores para pular o setor

defeituoso


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Hardware de Vídeo

Vídeos mapeados na memória} driver escreve diretamente na RAM de vídeo

do monitor


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