Gerencia de entrada e saida

Páginas: 29 (7145 palavras) Publicado: 6 de outubro de 2014
GERÊNCIA DE ENTRADA E SAÍDA

Uma das principais funções de um sistema operacional é controlar os dispositivos de entrada e saída (E/S), fornecendo uma interface entre esses dispositivos e o restante do sistema computacional, de forma a facilitar e simplificar a utilização desses dispositivos. Esse capítulo mostra como o SO interage com os dispositivos de E/S, enviando comandos de controle ecapturando suas interrupções. A gerência de E/S está intimamente relacionada com os aspectos de hardware de um computador.

1 Princípios básicos de hardware

Um periférico (ou dispositivo de E/S) é qualquer dispositivo conectado a um computador de forma a possibilitar a interação do computador com o mundo externo. Atualmente, é possível encontrar uma grande variedade de dispositivos, desdeaqueles desenvolvidos para permitir a comunicação do homem com o computador (teclado, mouse, monitor de vídeo, etc) até dispositivos que possibilitam a comunicação entre computadores (modems, placas de redes, etc), ou ainda aqueles destinados ao armazenamento de informações (unidades de fita, disquetes, disco rígido, CD-ROM, etc). Apesar dessa diversidade, esses dispositivos de E/S possuem aspectos dehardware em comum.
De acordo com o sentido do fluxo de dados entre o computador e o dispositivo, esses podem ser divididos em periféricos de entrada, periféricos de saída, ou ainda periféricos de entrada e saída.
Os periféricos são conectados ao computador através de componentes de hardware denominados interfaces. Essas, por sua vez, são interconectadas aos barramentos internos do computador.Para tratar a diversidade, a complexidade, e as diferentes formas de operações em função do tipo de periférico, as interfaces empregam no seu projeto um outro componente, o controlador, que nada mais é que um processador projetado especificamente para realizar uma função, como por exemplo, controlar um disco rígido.
A função básica de um controlador é implementar um conjunto de operaçõesgenéricas do tipo “ler dados”, “escrever dados”, “reinicializar”, “ler status” ou “escrever comando”. Observe que estas operações genéricas, implementadas por todo controlador, já introduzem uma certa padronização na forma de acessar os periféricos. O controlador vai traduzir cada operação genérica para uma seqüência específica de acionamentos eletrônicos, elétricos e mecânicos capazes de realizar aoperação solicitada no seu dispositivo. Para isso, o controlador deve saber como o periférico funciona, resultando que cada tipo de periférico necessita de um controlador diferente.
Os dispositivos de E/S, dependendo de sua interconexão fisica às interfaces, podem ser do tipo serial ou paralelo. Uma interface serial é aquela em que existe apenas uma linha para os dados. Nessa caso, um byte vai sertransferido como uma seqüência de bits. Os modems, alguns tipos de mouses e impressoras são exemplos de dispositivos seriais. Uma interface paralela possui várias linhas para os dados, permitindo assim que vários bits sejam transferidos simultaneamente (em paralelo) entre o dispositivo de E/S e a interface. O número de linhas corresponde normalmente ao número de bits que compõem um byte (8 bits), oupalavra (n x 8 bits). As impressoras paralelas são exemplos típicos desse tipo de dispositivo.
Uma questão fundamental é: como o processador consegue realizar solicitações a um controlador e ler (ou escrever) dados através da interface? Ou ainda, como o controlador do periférico informa o estado, ou o resultado final, dessa solicitação ao processador? O processador “enxerga” o controlador atravésde um conjunto de registradores, os quais, recebem ordens do processador, fornecem o estado de uma operação, e permitem a leitura (escrita) de dados do (no) periférico. Esses registradores residem fisicamente no hardware do controlador e são acessados pelo processador através de endereços (endereços de E/S). O acesso a esses registradores pode ser feito através de duas técnicas (a opção é...
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