Estructuras de datos para manejo de dispositivos (ensayo)

Introducción

 

Los sistemas operativos actuales son grandes y complejos, estos deben poseer una ingeniería correcta para su fácil actualización y para que puedan cumplir su función correctamente. La estructura es generalmente modular, cada módulo cumple una función determinada e interactúa con los demás módulos.

 

Una computadora necesita de entradas para poder generar salidas y éstas se dan a través de dos tipos de dispositivos periféricos existentes: Dispositivos periféricos de entrada y dispositivos periféricos de salida. La buena administración de entrada y salidas es que sean de regímenes definibles, con sus variaciones y transformaciones.

 

En el presente tema, se mostrarán las operaciones de entrada y salida de un ordenador, en la cual se darán a conocer los procesos de operaciones de entrada y salida de información de un dispositivo hacia el ordenador o viceversa. A si como también los diversos tipos y estructuras de dispositivos, los cuales son clasificados como dispositivos de Entrada / Salida.

 

Desarrollo

 

Estructura simple

 

Un sistema monolítico es un tipo de núcleo de un sistema operativo (un conjunto de procedimientos). Estos sistemas tienen un núcleo grande y complejo, que engloba todos los servicios de un sistema. Está programado de forma no modular, y tiene un rendimiento mayor que un micronúcleo.

 

Estructura por capas

 

Los procesos de usuario emiten peticiones de entrada/salida al sistema operativo. Cuando un proceso solicita una operación de E/S, el sistema operativo prepara dicha operación y bloquea al proceso hasta que se recibe una interrupción del controlador del dispositivo indicando que la operación está completa. Las peticiones se procesan de forma estructurada en las siguientes capas:

 

-       * Manejadores de interrupción.

* Manejadores de dispositivos o drivers.

* Software de EIS independiente de los dispositivos. Este software está formado por la parte de alto nivel de los manejadores, el gestor de cache, el gestor de bloques y el servidor de archivos.

* Interfaz del sistema operativo. Llamadas al sistema que usan las aplicaciones de usuario

 

El sistema operativo estructura el software de gestión de E/S de esta forma para ofrecer a los usuarios una serie de servicios de E/S independientes de los dispositivos. Esta independencia implica que deben emplearse los mismos servicios y operaciones de E/S para leer datos de un disquete, de un disco duro, de un CD-ROM o de un teclado.

 

Manejadores de interrupción

 

Los manejadores de interrupción se encargan de tratar las interrupciones que generan los controladores de dispositivos. Una vez que éstos están listos para la transferencia de datos. En caso de acceso directo a memoria, para tratar dicha interrupción se ejecuta el correspondiente manejador de interrupción cuyo efecto es el de salvar los registros, comunicar el evento al manejador del dispositivo y restaurar la ejecución de un proceso (que no tiene por qué ser el interrumpido).

 

Los manejadores de interrupción suelen hacer algo más que comunicar el evento al manejador de dispositivo. Cuando una interrupción ocurre muy frecuentemente, como el caso de un reloj, o cuando la cantidad de información a transferir es muy pequeña, como la de un teclado, sería muy costoso comunicar siempre el evento al manejador de dispositivo asociado. En estos casos, el propio manejador de interrupción registra la ocurrencia del evento, mediante el incremento de una variable global para el reloj o la acumulación de caracteres en un buffer del teclado. La notificación al manejador se hace únicamente cada cierto número de ocurrencias del evento, en el caso del reloj, o activando unflag que indica que hay datos en el buffer del teclado.

 

Conclusión

 

La interfaz de un computador junto con los demás dispositivos del mundo exterior gira en torno a la arquitectura de E/S. Esta interfaz sirve como medio para enlazar o comunicar todos los dispositivos externos directamente con el S.O, para que le proporcione toda la información necesaria y oportuna que permita administrar en tiempo y forma todas las actividades de E/S de manera eficaz.

 

La tarea de un manejador de dispositivo es aceptar peticiones en formato abstracto, de la parte del código de E/S independiente del dispositivo, traducir dichas peticiones a términos que entienda el controlador, enviar al mismo las órdenes adecuadas en la secuencia correcta y esperar a que se cumplan.