Arquitetura de Sistemas Arquitetura de Sistemas OperacionaisOperacionais

Gerência de Dispositivos de E/SGerência de Dispositivos de E/SCapCapíítulo 12tulo 12

Introdução

Controladores

Dispositivos de E/S

Processo

Sistema de Arquivos

Device Drivers

Subsistema de E/S

Operações de E/ S

Mod

o U

suár

ioM

odo

Ker

nel

Independentedo dispositivo

(a)

Dependentedo dispositivo

(b)

SOFT

WA

REH

ARD

WA

RE

• Gerência de dispositivos

Subsistema de E/S

• Responsável por realizar as funções comuns a todos os tipos de dispositivos, ficando os aspectos específicos de cada periférico como responsabilidade dos device drivers

• Criar uma unidade lógica de transferência independente do dispositivo

• Tratamento de erros nas operações de E/S• Mecanismo de proteção de acesso aos dispositivos• Bufferização • Interface padronizada com os device drivers

Device DriversA

rqui

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Processo

Driver deImpressora

Subsistema de E/S

Driver deDisco

Driver deFita

Device Drivers

• Driver de disco

Rotinade E/S

Driverde Disco

Controladorde Disco

Ler bloco n Ler setor x

Discos

Controladores

• Técnica de DMAUCP

Controladorde DMA

Registradores

Buffer

MemóriaPrincipal

Buffer de E/S

Controladorde

Disco

Disco

1

2

3

4

Controladores

• Controlador SCSI

Dis

posi

tivos

SC

SI

UCP

MemóriaPrincipal

Dis

posi

tivos

não

-SC

SI

ControladoresSCSI- Small Computer System Interface : éo padrão mais popular para conexão de dispositivos de E/S;Inicialmente era utilizado em estações RISC;Atualmente encontrado em PCs e Mainframes;O SCSI conecta qualquer tipo de dispositivo, como discos, CD-ROMs, scanners e unidades de fita. Caso o SO não possua o driver SCSI énecessário configurar o SO e o controlador SCSI.

Arq

uite

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de

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Acesso ao Subsistema de E/S

• Operações de E/S

Device drivers

Dispositivos de E/S

Comandosde E/S

Rotinas de E/S

System calls de E/S

Aplicação

Bibliotecas

Dispositivos de E/S

• Os dispositivos de E/S são utilizados para permitir a comunicação entre o sistema computacional e o mundo externo: CD-ROM, teclado e mouse, impressoras e CD-RW

• Duas categorias: dispositivos estruturados e dispositivos não-estruturados.

Dispositivos de E/S• Os dispositivos estruturados caracterizam-se

por armazenar informações em blocos de tamanho fixo. – Acesso direto– Acesso seqüencialEx.: HD

• Dispositivos não-estruturados são aqueles que enviam ou recebem uma seqüência de caracteres sem estar estruturada no formato de um bloco. Ex.: Impressoras, terminais de rede.

Discos Magnéticos

• Estrutura de um disco magnético

Discos Magnéticos

• Tempo de acesso

Discos MagnéticosO tempo necessário para ler/gravar um bloco

de dados de/para o disco é função de trêsfatores de tempo:

Tempo de Seek(procura): tempo necessário gasto para mover o braço até o cilindro onde o bloco se encontra.Tempo de Latência: tempo de espera até o que o setor desejado se posicione sob a cabeça de leitura/gravação.Tempo de Transferência: tempo necessário para ler/gravar o bloco do/para o setor.

Desempenho, Redundância e Proteção de Dados

SistemaOperacional

SistemaOperacional

SoftwareRAID

• Subsistema de discos

Desempenho, Redundância e Proteção de Dados

• RAID 0

Desempenho, Redundância e Proteção de Dados

• RAID 1

Desempenho, Redundância e Proteção de Dados

• RAID 5

Métodos de Acesso ao Dado