Sistemas Operacionais

Sistemas Operacionais Prof. Edivaldo Serafim Curso: Tecnólogo em Análise e Desenvolvimento de Sistemas - 2013 IFSP – Campus Capivari

Gerência de dispositivos 12/11/2013

Introdução • A gerência de dispositivos de I/O é uma das mais complexas funções do SO; • Sua implementação é em camadas; • Camadas mais baixas escondem detalhes do hardware; • Propicia interface amigável ao usuário; • Existe um subsistema de I/O que isola a complexidade dos dispositivos do sistema de arquivos e da aplicação; • O SO pode implementar a comunicação de processos com uso de qualquer dispositivo de I/O. Prof. Edivaldo Serafim Sistemas OperacionaisIFSP 2013

Introdução • Detalhes como taxa de transferência, velocidade de operação, representação dos dados, tipos de operações ficam a cargo da camada de device driver; • Nesta aula será abordada as camadas que compõe a gerência do subsistema de I/O. Prof. Edivaldo Serafim Sistemas OperacionaisIFSP 2013

Acesso ao subsistema de I/O • O SO possui um conjunto de rotinas que possibilitam acesso fácil aos dispositivos de I/O; • Rotinas de entrada e saída: • Possibilitam ao usuário realizar I/O sem se preocupar com detalhes do hardware. • Operações de I/O se dão através de System calls que chamam as rotinas do núcleo do SO; • System Callsde entrada e saída. • Programas podem manipular qualquer arquivo em qualquer mídia sem receber reprogramação. Prof. Edivaldo Serafim Sistemas OperacionaisIFSP 2013

Acesso ao subsistema de I/O • A forma mais simples de acessar os dispositivos é através de comandos de leitura e gravação e chamadas a rotinas de bibliotecas oferecidas pelas linguagens de alto nível; • A comunicação entre os comandos de I/O e as system callsé feita através da passagem de parâmetros; • Pode ser feita diretamente pelas linguagens de alto nível. Prof. Edivaldo Serafim Sistemas OperacionaisIFSP 2013

Acesso ao subsistema de I/O Prof. Edivaldo Serafim Sistemas OperacionaisIFSP 2013

O subsistema de I/O • O Subsistema é responsável por realizar as funções comuns a todos os dispositivos de I/O; • Os detalhes dos dispositivos ficam a cargo dos devices drivers; • Cada dispositivo pode operar com tipos de dados diferentes: • Caracteres ou blocos de bits; • O subsistema de I/O deve criar unidades lógicas de transferência independente do dispositivo para passar para as camadas superiores. Prof. Edivaldo Serafim Sistemas OperacionaisIFSP 2013

O subsistema de I/O • Os erros ocorridos nos dispositivos geralmente são tratados nas camadas mais próximas do hardware; • Podem ocorrer tratamentos de erros em camadas superiores, quando esses são reportados e possam ser tratados independente do tipo de dispositivo; • Todo dispositivo deve ser utilizado de forma compartilhada e segura: • Discos, impressoras, etc. • Cabe ao SO gerenciar esse compartilhamento de forma segura e protegida. Prof. Edivaldo Serafim Sistemas OperacionaisIFSP 2013

O subsistema de I/O • Bufferização é outra característica do subsistema de I/O; • Permite melhorar o desempenho de operação dos dispositivos; • Consiste em armazenar em uma memória intermediária os dados acessados para equiparar as taxas de transferência de dados. Prof. Edivaldo Serafim Sistemas OperacionaisIFSP 2013

O subsistema de I/O • O subsistema de I/O permite criar uma interface entre o hardware e o SO, escondendo os detalhes físicos dos dispositivos; • Sempre que um novo dispositivo é acoplado no computador, apenas uma camada é alterada, não afetando o SO como um todo: • Apenas a camada de Device Driver. • Todo dispositivo deve ter um driver para que possa operar e interagir com o SO. Prof. Edivaldo Serafim Sistemas OperacionaisIFSP 2013

Device Drivers • A função dos Drivers é prover interação do subsistema de I/O com o dispositivo para que haja comunicação; • O subsistema de I/O trata de todos os dispositivos; • O driver trata apenas do dispositivo específico; • Recebem instruções comuns a todos os dispositivos e os convertem para que um dispositivo em específico possa utilizar; • Cada driver controla apenas um dispositivo ou um grupo de dispositivos comuns. Prof. Edivaldo Serafim Sistemas OperacionaisIFSP 2013

Device Drivers Prof. Edivaldo Serafim Sistemas OperacionaisIFSP 2013

Device Drivers • Um exemplo: • Ao ler um disco, a aplicação não necessita saber a trilha, cilindro e setor que a informação está gravada; • A aplicação solicita o arquivo, o driver se comunica com o disco para recuperar a informação. Prof. Edivaldo Serafim Sistemas OperacionaisIFSP 2013

Device Drivers Prof. Edivaldo Serafim Sistemas OperacionaisIFSP 2013

Device Drivers • Os drivers executam em modo Kernel; • Quando contém erros, os driver podem travar todo o sistema; • Devem ser escritos e testados com cuidado; • Para cada SO existe um driver diferente para o mesmo dispositivo: • Windows 32 bits, Windows 64 bits, Linux, MAC, etc. • Antes, ao instalar um driver, havia a necessidade de recompilar o Kernel do SO, atualmente a maioria dos SOs dispensam essa recompilação. Prof. Edivaldo Serafim Sistemas OperacionaisIFSP 2013

Controladores • Controladores são componentes de hardware responsáveis por manipular diretamente o dispositivo de I/O; • Os drivers se comunicam com o dispositivo através dos controladores; • Geralmente o controlador está em uma placa acoplada no computador através de um slot de expansão ou onboard. Prof. Edivaldo Serafim Sistemas OperacionaisIFSP 2013

Controladores Prof. Edivaldo Serafim Sistemas OperacionaisIFSP 2013

Controladores • Controladores possuem memória e registradores próprios; • Os dados lidos no dispositivo ficam armazenados em um buffer na controladora até que exista uma unidade transferível; • Após verificar erros nos blocos, os dados são transferidos do buffer para a memória principal; • Essa transmissão pode ser realizada pela CPU ou com técnicas de DMA. Prof. Edivaldo Serafim Sistemas OperacionaisIFSP 2013

Controladores Prof. Edivaldo Serafim Sistemas OperacionaisIFSP 2013

Atividades • Da 1 até a 7 242 do livro ou página 258 PDF Prof. Edivaldo Serafim Sistemas OperacionaisIFSP 2013

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