Sistemas de entrada y salida de Linux y Windows

TRABAJO AUTÓNOMO N°3

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DEL PERÚ

CURSO SISTEMAS OPERATIVOS

SISTEMAS DE ENTRADA/SALIDA EN OTROS SISTEMAS OPERATIVOS

GRUPO 1

Lima, 18 de febrero del 2018

TRABAJO AUTÓNOMO N°3

INDICE

TRABAJO AUTÓNOMO N°3

INTRODUCCIÓN La computadora se ha convertido en una herramienta esencial, pues ayuda a la mejora y excelencia del trabajo, lo que lo hace mucho más fácil y práctico.  Asimismo, observamos que las computadoras al integrarse de tal manera a nuestra vida cotidiana han transformado los procesos laborales complejos a una manera más eficiente, buscándole una solución práctica. Si embargo, esta herramienta no puede tener un propósito útil a menos que se comunique con un ambiente externo. Las instrucciones y los datos almacenados en la memoria deben provenir de algún dispositivo de entrada y los resultados computacionales deben transmitirse al usuario mediante una unidad de salida. Ya que todo computador necesita llevar a cabo intercambio de información y eso sucede con unos dispositivos que denominamos de manera genérica dispositivos periféricos.

Para hacer una gestión de transferencia de datos efectiva, el computador dispone del sistema de entrada/salida (E/S). Este sistema de E/S es la interfaz que tiene el computador con el exterior y el objetivo que tiene es f acilitar las operaciones de E/S entre los periféricos y la memoria o los registros del procesador.

En vista de la importancia del sistema de entrada y salida, se r ealizo el presente trabajo de investigación, el cual nos informará sobre que es, funcionamiento, para que sirve, beneficios y complejidad.

TRABAJO AUTÓNOMO N°3

1. CONTENIDO El sistema de Entrada/Salida es la parte del sistema operativo encargada de la gestión de los dispositivos de E/S (periféricos). Actúa como interfaz entre los dispositivos de E/S y el resto del sistema. Los dispositivos se pueden clasificar: 

Adaptados al usuario: comunicar información al usuario



Adaptados a la máquina: permiten comunicarse con el sistema



De comunicación: preparados para transmitir información a dispositivos remotos

El sistema de E/S requiere tanto de los componentes del hardware necesario, como una estructura de programas que manejen de manera adecuada y eficientemente los dispositivos.



CPU: Procesador que controla el funcionamiento del computador y lleva a cabo sus funciones de P.D.



E/S: Transfiere datos entre el computador y el entorno externo, es decir se reciben o se llevan a un dispositivo que está directamente conectado con el computador.

TRABAJO AUTÓNOMO N°3



Sistema de interconexión: Mecanismo que proporciona comunicación entre la CPU, la MP, y la E/S.

1.1. Aspectos básicos de los sistemas de E/S Toda operación de E/S que se lleva a cabo entre el computador y un periférico es solicitada y gobernada desde el procesador, es decir, es el procesador quien determina en qué momento se debe hacer y con qué periférico, si la operación es de lectura o escritura, qué datos se han de transferir, y también quién da la operación por acabada. Para llevar a cabo la operación de E/S, hemos de conectar el periférico al computador. Para hacerlo, es necesario que el computador disponga de unos dispositivos intermedios por donde ha de pasar toda la información que intercambia el computador con el periférico y que nos permite hacer una gestión y un control correctos de la transferencia. Estos dispositivos los llamamos de manera genérica módulo de E/S. Para hacer una operación de E/S, el módulo de E/S nos debe permitir establecer, por una parte, mecanismos de control para determinar el inicio y el final de la operación de E/S, la cantidad de información que hay que transmitir, la detección de errores, etc., y, por otra parte, mecanismos para hacer la transferencia de datos considerando aspectos como la manera de dirigir el periférico, la conversión serie/paralela de la información, la conversión de códigos, la sincronización, etc. Estos mecanismos se reparten entre la unidad de control del procesador, el módulo de E/S y los programas de E/S.

1.2. Estructura del sistema de E/S del computador Los elementos principales que forman el sistema de E/S son los siguientes: 

Los periféricos



Los módulos de E/S



Los sistemas de interconexión externos

TRABAJO AUTÓNOMO N°3



El mapa de memoria e instrucciones de E/S.

 A continuación, haremos una breve descripción de estos elementos y de cómo interactúan entre sí.

1.2.1. Periféricos Los periféricos son dispositivos que se conectan al computador mediante los módulos de E/S y que sirven para almacenar información o para llevar a cabo un tipo determinado de comunicación con el exterior con humanos, con máquinas o con otros computadores. Existen dos t ipos de periféricos   Entrada



  Salida



1.2.1.1. Dispositivos de Entrada: Estos dispositivos permiten al usuario del computador introducir datos, comandos y programas en el CPU. Ejemplo:

1.2.1.2. Dispositivos de Salida: Estos dispositivos permiten al usuario ver los resultados de los cálculos o de las manipulaciones de datos de la computadora. Ejemplo:

TRABAJO AUTÓNOMO N°3

1.2.2. Módulos de E/S Un módulo de E/S es un controlador de uno o varios periféricos que establece una interfaz entre el periférico y el computador (procesador y memoria) para facilitar la comunicación entre el uno y el otro de manera que buena parte de los detalles técnicos del periférico queden ocultos al resto del computador. Del módulo de E/S distinguimos tres partes básicas:

1. Una interfaz interna normalizada con el resto del computador mediante el bus de sistema que nos da acceso al banco de registros del módulo de E/S. 2. Una interfaz externa específica para el periférico que controla. Habitualmente la conexión con el periférico se realiza mediante un sistema de interconexión normalizado de E/S. 3. La lógica necesaria para gestionar el módulo de E/S. Es responsable del paso de información entre la interfaz interna y externa.

1.2.3. Sistema de Interconexión Los dispositivos de entrada y salida se comunican con el CPU y la memoria por los buses del sistema (dirección, datos y control).

TRABAJO AUTÓNOMO N°3

1.2.3.1. Diseño del Bus 

Tipos de bus: Serial o paralelo



Tipos de líneas: dedicadas y multiplexadas.



Modo de arbitraje: Forma para definir la asignación del bus a un dispositivo único.



Temporización: El bus puede ser síncrono o asíncrono. 

Síncrono: En el primero se cuenta con un reloj que sincroniza todas las actividades del bus y todos los módulos conectados al mismo deben supeditarse a él.



Asíncrono: El segundo enfoque requiere de señales de reconocimiento de inicio y finalización de eventos.



Anchura: Cantidad de bits (tamaño) del bus y Velocidad de transferencia máxima.



Tipos de transacciones de datos: Puede ser de lectura, escritura, cualquiera de ellas por bloque y diferentes combinaciones de las mismas.

TRABAJO AUTÓNOMO N°3

1.2.4. Mapa de memoria e instrucciones de E/S El procesador ve el banco de registros del módulo de E/S como un espacio de memoria dirigible, de manera que cada registro del módulo de E/S tiene asociada (mapeada) una dirección única.

1.3. El sistema de entrada/salida (E/S) de Windows Es el que permite utilizar los dispositivos conectados al ordenador, protegiéndolos para que solo se pueda acceder a ellos a través de las funciones que proporciona el sistema operativo, y nunca puedan hacerlo directamente los programas del usuario. De esta forma facilita el acceso a los mismos e independiza los programas de los dispositivos, ofreciendo además la seguridad en su uso cuando quieran acceder varios procesos a los mismos, y facilitar la escalabilidad del sistema al permitir añadir o quitar dispositivos o drivers sin necesidad de realizar cambios en los programas o el sistema. Las operaciones de entrada y salida en W indows son síncronas.

TRABAJO AUTÓNOMO N°3

1.4. El sistema de entrada/salida (E/S) de Windows El sistema de Entradas y salidas de Linux es relativamente sencillo. En esencia, se hace que todos los dispositivos de E/S semejen archivos y se accede a ellos con las mismas llamadas al sistema read y write que se usan para el acceso a todos los archivos ordinarios. En algunos casos deben establecerse parámetros de dispositivos, y esto se hace con una llamada especial al sistema. La Entrada y salida en Linux se implementa como una colección de controladores de dispositivos, uno por tipo de dispositivo. La función de los controladores es aislar el resto del sistema de las peculiaridades del hardware.

BENEFICIOS BENEFICIOS DEL SISTEMA DE E/S EN LINUX

BENEFICIOS DEL SISTEMA DE E/S EN WINDOWS

COMPLEJIDAD COMPLEJIDAD DE LOS SISTEMAS DE E/S EN LINUX COMPLEJIDAD DE LOS SISTEMAS DE E/S EN WINDOWS

CONCLUSIONES

TRABAJO AUTÓNOMO N°3

BIBLIOGRAFÍA Juan M. Morera Pascual (2007): Conceptos de sistemas operativos

José Díaz Chow (2015): Unidad VII: Sistema de Entrada / Salida. Universidad Nacional de Ingeniería

Video de Sistemas de E/S https://www.youtube.com/watch?v=hIiGmG7HMGU

Osman Rivera (2014): Gestión de entradas y salidas en LINUX. https://prezi.com/-no1zaekamq_/gestion-de-entradas-y-salidas-en-linux/

Miquel Albert Orenga, Gerard Enrique Manonellas (2014): Sistema de entrada/salida

Carolina Mañoso (2012): Gestión del Sistema de Entrada/Salida