Sistemas Operativos 8/9 - Gestión de Entrada y Salida

Summary

El guion trata sobre la gestión de entrada y salida en sistemas informáticos, destacando tres problemas clave: la operación asincrónica, la diferencia de velocidades entre dispositivos y la CPU, y las conversiones de formato entre periféricos y el sistema. Se describe la organización de funciones de E/S, incluyendo dispositivos de presentación de datos, almacenamiento, comunicación con otros procesadores y adquisición de datos. El planificador de disco es un tema central, con explicaciones de algoritmos como SCAN y C-SCAN para optimizar la eficiencia. También se abordan los fundamentos de hardware y software de E/S, con un enfoque en controladores de dispositivos y sistemas de gestión de paquetes, para garantizar la independencia del dispositivo y el manejo adecuado de errores.

Takeaways

• 📋 La gestión de entrada y salida (E/S) implica la transferencia de información entre la memoria, el procesador y los periféricos.
• ⏱️ Existen problemas de sincronización debido a las diferencias de velocidad entre la CPU y los dispositivos de E/S.
• 🔄 Los dispositivos de E/S más rápidos utilizan técnicas de DMA (Direct Memory Access), mientras que los más lentos son controlados directamente por la CPU.
• 🔄 Formatos de datos: Algunos dispositivos de E/S requieren conversiones de formato entre serie y paralelo.
• 🖥️ La unidad de E/S es responsable de escribir datos en la memoria y de leer el contenido de la memoria a través de dispositivos de salida.
• 🔍 Los dispositivos de presentación de datos, como ratón, teclado, pantalla e impresora, permiten la interacción del usuario con la máquina.
• 💾 Los dispositivos de almacenamiento de datos, como el disco duro, forman parte de la jerarquía de memoria del computador.
• 🌐 Los dispositivos de comunicación permiten la interacción con otros procesadores a través de redes locales o globales.
• 🔧 Los dispositivos de adquisición de datos se utilizan en sistemas de control automático y requieren conversores analógico-digital y digital-analógico.
• 📈 La planificación de discos es esencial para maximizar la eficiencia, reduciendo el movimiento mecánico y utilizando algoritmos como SCAN y C-SCAN.
• 🛠️ Los controladores de E/S son esenciales para la comunicación entre los periféricos y el bus del sistema, proporcionando inteligencia y lógica necesarias.

Q & A

¿Qué se entiende por 'gestión de entrada y salida' en un sistema informático?

La gestión de entrada y salida se refiere a cualquier transferencia de información desde o hacia la memoria y el procesador. Incluye la transferencia entre distintos niveles de memoria y la comunicación con los periféricos.

¿Cuáles son las tres características que agudizan el problema de entrada y salida mencionadas en el guion?

Las tres características son: 1) la operación asincrónica debido a los tiempos de transición diferentes entre la CPU, la memoria y los dispositivos de entrada y salida; 2) la diferencia de velocidades entre los dispositivos de entrada y salida y la CPU de memoria; y 3) las conversiones de formato entre los periféricos y el sistema debido a las diferencias en el modo de transmisión de datos.

¿Qué es un 'controlador de entrada y salida' y qué función cumple?

Un controlador de entrada y salida es una componente que no solo establece una conexión física entre un dispositivo externo y el bus del sistema, sino que también contiene la lógica necesaria para la comunicación entre los periféricos del computador y el bus.

¿Por qué los periféricos no se conectan directamente al bus del sistema?

Los periféricos no se conectan directamente al bus del sistema por varias razones: la gran variedad de periféricos con métodos de operación diversos, la velocidad de transferencia de datos de los periféricos suele ser menor que la de la memoria con la CPU y los periféricos a menudo utilizan formatos de datos y longitudes de palabras distintas a las del sistema.

¿Qué es un 'driver' o 'controlador de dispositivo' y qué propósito tiene?

Un driver o controlador de dispositivo es un programa que facilita la comunicación entre un sistema operativo y un periférico. Se encarga de permitir que un sistema interactúe con un periférico y provee instrucciones al ordenador sobre cómo comunicarse con el dispositivo.

¿Qué implica la 'planificación de discos' y cómo ayuda a mejorar la eficiencia?

La planificación de discos implica un examen cuidadoso de las peticiones pendientes para determinar la forma más eficiente de atenderlas, minimizando el movimiento mecánico y optimizando el uso de la estructura física del disco.

¿Cómo se divide la información en un disco y cuál es la unidad básica de almacenamiento?

La información en un disco se divide en pistas concéntricas, y estas a su vez en bloques llamados sectores. La unidad básica de almacenamiento es el sector.

¿Qué son los 'algortimos de planificación de disco' y cuál es su función?

Los algoritmos de planificación de disco son métodos utilizados para gestionar las peticiones de lectura y escritura en un disco de manera eficiente. Ejemplos de estos algoritmos son SCAN (algoritmo del ascensor) y C-SCAN.

¿Qué es un 'sistema de gestión de paquetes' y cómo ayuda a la administración de software?

Un sistema de gestión de paquetes es una colección de herramientas que automatiza el proceso de instalación, actualización, configuración y eliminación de paquetes de software, facilitando la administración y mantenimiento del software en un sistema.

¿Cómo se manejan los errores en el software de entrada y salida y cuál es su importancia?

Los errores en el software de entrada y salida deben ser manejados lo más cerca posible del hardware. Si un controlador descubre un error, intenta corregirlo y si no puede, el manejador del dispositivo lo controla, lo que es crucial para garantizar la integridad y fiabilidad de los datos.