Cap. 12 Gerência de Dispositivos 1

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Lucas Gabriel Rubens Madureira Miranda
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1 Arquitetura de Sistemas Operacionais Técnico em Informática MBI-1 e NBI-1 Gerência de Dispositivos Cap. 12 Gerência de Dispositivos 1

2 Introdução Sumário Acesso ao Subsistema de Entrada e Saída Subsistema de Entrada e Saída Device Driver Controladores Dispositivos de Entrada e Saída Discos Magnéticos Desempenho, Redundância e Proteção de Dados Cap. 12 Gerência de Dispositivos 2

3 Introdução Gerência de dispositivos Processo SOFTWARE Modo Usuário Modo Kernel Sistema de Arquivos Operações de E/ S Subsistema de E/ S Device Drivers Independente do dispositivo (a) Dependente do dispositivo (b) HARDWARE Controladores Dispositivos de E/ S Cap. 12 Gerência de Dispositivos 3

4 Acesso ao Subsistema de E/S Operações de E/S Aplicação Comandos de E/ S Bibliotecas System calls de E/ S Rotinas de E/ S Device drivers Dispositivos de E/ S Cap. 12 Gerência de Dispositivos 4

5 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 Cap. 12 Gerência de Dispositivos 5

6 Device Drivers Processo Subsistema de E/ S Driver de Impressora Driver de Disco Driver de Fita Cap. 12 Gerência de Dispositivos 6

7 Device Drivers Driver de disco Rotina de E/ S Ler bloco n Driver de Disco Ler setor x Controlador de Disco Discos Cap. 12 Gerência de Dispositivos 7

8 Controladores UCP, memória e controladores UCP Memória Principal Controlador de Impressora Controlador de Disco Controlador de Fita Impressora Disco Fita Cap. 12 Gerência de Dispositivos 8

9 Técnica DMA As técnicas de I/O programado e I/O via interrupções possuem alguns inconvenientes pois ambas limitam a velocidade de transferência a capacidade da CPU de movimentar os dados do módulo de I/O para o armazenamento primário, o que envolve a execução de mais de uma instrução. Além disso a CPU fica comprometida não apenas com a transferência dos dados, mas com a monitoração do módulo de I/O no caso de I/O programado ou com a sobrecarga imposta pelas operações de interrupção no caso de I/O via interrupção. Se um módulo de I/O for utilizado para a movimentação de uma grande quantidade de dados, ambas as formas comprometerão a performance do sistema. Cap. 12 Gerência de Dispositivos 9

10 Técnica DMA Para solucionar este problema pode ser utilizada uma outra técnica denominada I/O através de acesso direto à memória ou DMA (Direct Memory Access). A técnica de DMA propõe utilizar uma única interrupção para efetuar a transferência de um bloco de dados diretamente entre o periférico e a memória primária, sem o envolvimento da CPU e com isso reduzindo o número de operações necessárias e assim acelerando o processo. Cap. 12 Gerência de Dispositivos 10

11 Controladores Técnica de DMA 1 UCP Buffer de E/ S 4 Buffer Registradores 2 Controlador de Disco Memória Principal Controlador de DMA 3 Disco Cap. 12 Gerência de Dispositivos 11

12 Controladores SCSI SCSI é sigla para Small Computer System Interface. Trata-se de uma tecnologia criada para acelerar a taxa de transferência de dados entre dispositivos de um computador, desde que tais periféricos sejam compatíveis com a tecnologia. O padrão SCSI é muito utilizado para conexões de HD (disco rígido), scanners, impressoras, CD-ROM ou qualquer outro dispositivo que necessite de alta transferência de dados. Cap. 12 Gerência de Dispositivos 12

13 Controladores Controlador SCSI UCP Memória Principal Dispositivos SCSI Dispositivos não-scsi Cap. 12 Gerência de Dispositivos 13

14 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 nãoestruturados. Cap. 12 Gerência de Dispositivos 14

15 Dispositivos de E/S Os dispositivos estruturados caracterizam-se por armazenar informações em blocos de tamanho fixo Acesso direto Acesso seqüencial Dispositivos não-estruturados são aqueles que enviam ou recebem uma seqüência de caracteres sem estar estruturada no formato de um bloco Cap. 12 Gerência de Dispositivos 15

16 Discos Magnéticos Estrutura de um disco magnético Cap. 12 Gerência de Dispositivos 16

17 Tempo de acesso Discos Magnéticos Cap. 12 Gerência de Dispositivos 17

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