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Cap. 12 – Gerência de Dispositivos 1
Arquitetura de Sistemas Arquitetura de Sistemas OperacionaisOperacionais
•• Técnico em Informática Técnico em Informática MBIMBI--1 1 e e NBINBI--11
Gerência de DispositivosGerência de Dispositivos
Cap. 12 – Gerência de Dispositivos 2
Sumário• Introdução• 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 3
Introdução• Gerência
de dispositivos
Controladores
Dispositivos de E/S
Processo
Sistema de Arquivos
Device Drivers
Subsistema de E/S
Operações de E/ S
Mod
o U
suár
ioM
odo
Kern
el
Independentedo dispositivo
(a)
Dependentedo dispositivo
(b)
SOFT
WA
REH
ARD
WA
RE
Cap. 12 – Gerência de Dispositivos 4
Acesso ao Subsistema de E/S• Operações
de E/S
Device drivers
Dispositivos de E/S
Comandosde E/ S
Rotinas de E/S
System calls de E/ S
Aplicação
Bibliotecas
Cap. 12 – Gerência de Dispositivos 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 6
Device Drivers
Processo
Driver deImpressora
Subsistema de E/ S
Driver deDisco
Driver deFita
Cap. 12 – Gerência de Dispositivos 7
Device Drivers• Driver de disco
Rotinade E/S
Driverde Disco
Controladorde Disco
Ler bloco n Ler setor x
Discos
Cap. 12 – Gerência de Dispositivos 8
Controladores• UCP, memória e controladores
MemóriaPrincipalUCP
Controladorde
Impressora
Controladorde
Disco
Controladorde
Fita
Impressora Disco Fita
Cap. 12 – Gerência de Dispositivos 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 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 11
Controladores• Técnica de DMA
UCP
Controladorde DMA
Registradores
Buffer
MemóriaPrincipal
Buffer de E/S
Controladorde
Disco
Disco
1
2
3
4
Cap. 12 – Gerência de Dispositivos 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 13
Controladores• Controlador SCSI
Dis
posi
tivos
SC
SI
UCPMemóriaPrincipal
Dis
posi
tivos
não
-SC
SI
Cap. 12 – Gerência de Dispositivos 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 não-estruturados.
Cap. 12 – Gerência de Dispositivos 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 16
Discos Magnéticos• Estrutura de
um disco magnético
Cap. 12 – Gerência de Dispositivos 17
Discos Magnéticos• Tempo de acesso
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