SISTEMAS OPERATIVOS UNIDAD V ADMINISTRACION ENTRADA/SALIDA
ING. AGUILERA SERGIO OMAR
UNIVERSIDAD DE BELGRANO – FAC. TECNOLOGIA INFORMATICA
MODULO GENERICO DE I/O BUS DE DIRECCIONES BUS DE DATOS BUS DE CONTROL
MODULO DE I/O
ENLACES A PERIFERICOS Ing. Sergio Omar Aguilera
Unidad V Sistema Entrada/Salida
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UNIVERSIDAD DE BELGRANO – FAC. TECNOLOGIA INFORMATICA
Bus de Datos
ESTRUCTURA DEL MODULO DE I/O
REGISTRO DE DATOS
LOGICA DE INTERFACE DE DISPOSITIVO EXTERNO
DISPOSITIVO 0
LOGICA DE INTERFACE DE DISPOSITIVO EXTERNO
DISPOSITIVO n
REGISTRO DE CONTROL/ESTADO
LOGICA DE I/O
Bus de Control Bus de Direcciones Ing. Sergio Omar Aguilera
Unidad V Sistema Entrada/Salida
3
UNIVERSIDAD DE BELGRANO – FAC. TECNOLOGIA INFORMATICA
ESQUEMA DE HARDWARE DE I/O SISTEMA
CONTROLADOR
PERIFERICOS
ADDRESS BUS DATA BUS UNIDAD MODULO DE ELECTRO CONTROL MECANICO
DATA BUS CONTROL BUS
CONTROL BUS
Ing. Sergio Omar Aguilera
Unidad V Sistema Entrada/Salida
4
UNIVERSIDAD DE BELGRANO – FAC. TECNOLOGIA INFORMATICA EJEMPLO DE INTERFASE DE CONEXION A DISPOSITIVOS DE I/O
CPU
UMC
CLOCK
BUS DEL SISTEMA (DATOS + CONTROL)
SCSI
RS-232
CDROM
//
IDE
LPT nn
TTY
Ing. Sergio Omar Aguilera
HDs
VIDEO
KEYB
TRC
KEYB
DMA
GAME PORT
LAN
MODEM
JOYSTICK
XX
Unidad V Sistema Entrada/Salida
FAX MODEM
NIC
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UNIVERSIDAD DE BELGRANO – FAC. TECNOLOGIA INFORMATICA EJEMPLO DE CONTROLADOR BIDIRECCIONAL DATOS DE SALIDA
DATOS DE ENTRADA
BUFFER DE ENTRADA BUFFER DE SALIDA REGISTROS DE ESTADOS
DISP FISICO
REGISTROS DE ORDENES BUS DE DATOS CONTROL Y TEMPORIZADOR
CONTROL DIALOGO ENTRADA
BUS DE CONTROL Y DIRECCIONES Ing. Sergio Omar Aguilera
CONTROL DIALOGO SALIDA
Unidad V Sistema Entrada/Salida
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UNIVERSIDAD DE BELGRANO – FAC. TECNOLOGIA INFORMATICA ESTADOS DE LOS DISPOSITIVOS, CONTROLADORES O CANALES
FUERA DE SERVICIO
APAGADO DESCOMPUESTO LIBRE
STATUS
EN USO
OCUPADO ASIGNACION CON FUNCION ESPECIAL
EN SERVICIO
MANTENIMIENTO
FUERA DE USO Ing. Sergio Omar Aguilera
Unidad V Sistema Entrada/Salida
MARCADO 7
UNIVERSIDAD DE BELGRANO – FAC. TECNOLOGIA INFORMATICA ORGANIZACION DE I/O SISTEMA DE ARCHIVOS
PORT COMUNIC.
DISP. PERIF. LOCAL
PROCESOS DE USR
PROCESOS DE USR
PROCESOS DE USR
ARQUITEC.DE COMUNICACIONES
I/O LOGICA
I/O CON DISPOSITIVOS
I/O CON DISPOSITIVOS
I/O CON DISPOSITIVOS
PLANIFICACION Y CONTROL
PLANIFICACION Y CONTROL
PLANIFICACION Y CONTROL
HARDWARE
HARDWARE
HARDWARE
GESTION DE DIRECTORIOS SISTEMA DE ARCHIVOS ORGANIZ.FISICA
Ing. Sergio Omar Aguilera
Unidad V Sistema Entrada/Salida
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UNIVERSIDAD DE BELGRANO – FAC. TECNOLOGIA INFORMATICA
ESTRUCTURA DE UN DMA
CUENTA DE DATOS LINEAS DE DATOS
REGISTROS DE DATOS REGISTROS DE DIRECCION
LINEAS DE DIRECCIONES SOLICITUD DE DMA RECONOCIM. DE DMA INTERRUPCION LECTURA ESCRITURA Ing. Sergio Omar Aguilera
LOGICA DE CONTROL
Unidad V Sistema Entrada/Salida
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UNIVERSIDAD DE BELGRANO – FAC. TECNOLOGIA INFORMATICA ALGORITMOS DE PLANIFICACION DE DISCOS SELECCION EN FUNCION DEL DEMANDANTE RSS
FIFO
PRI
LIFO
Ing. Sergio Omar Aguilera
PLANIFICACION ALEATORIA
PARA ANALISIS Y SIMULACION
FIRST IN FIRST OUT
El DE MAYOR EFICIENCIA
PRIORIDAD DE PROCESO
CONTROL FUERA DE LA GESTION DE COLA DEL HD
LAST IN FIRST OUT
MAXIMIZA EL USO DE RECURSOS Y CERCANIA
Unidad V Sistema Entrada/Salida
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UNIVERSIDAD DE BELGRANO – FAC. TECNOLOGIA INFORMATICA ALGORITMOS DE PLANIFICACION DE DISCOS SELECCION EN FUNCION DEL ELEMENTO SOLICITADO SSTF
PRIMERO EL MAS CORTO
GRAN APROV.Y COLAS PEQUEÑAS
SCAN
RECORRE EL DISCO DE UN LADO A OTRO
MEJOR DISTRIBUCION DEL SERVICIO
C-SCAN
RECORRE EL DISCO EN UN SOLO SENTIDO
MENOR VARIABILIDAD EN EL SERVICIO
C-SCAN N pasos
SCAN DE N REGs A LA VEZ
GARANTIA DE SERVICIO
FSCAN
SCAN DE N PASOS, CON N=LONG DE LA COLA AL COMIENZO DEL CICLO DEL SCAN
Ing. Sergio Omar Aguilera
Unidad V Sistema Entrada/Salida
SENSIBLE A LA CARGA
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UNIVERSIDAD DE BELGRANO – FAC. TECNOLOGIA INFORMATICA NIVELES DE RAID (Redundant Array of Independent Disks)
CATEGORIA BANDAS ESPEJO ACCESO PARALELO
ACCESO INDEPENDIENTE
Ing. Sergio Omar Aguilera
NIVEL
DESCRIPCION
0 1 2 3 4
NO REDUNDANTE COPIA ESPEJO REDUNDANCIA POR CODIGO HAMMING PARIDAD POR INTERCALACION DE BITS PARIDAD POR INTERCALACION DE BLOQUES
5
PARIDAD POR INTERCALACION DISTRIBUIDA DE BLOQUES
6
PARIDAD POR INTERCALACION DOBLEMENTE DISTRIBUIDA DE BLOQUES
Unidad V Sistema Entrada/Salida
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UNIVERSIDAD DE BELGRANO – FAC. TECNOLOGIA INFORMATICA
RAID 0 (BANDAS) TASA DE PETICION I/O
TASA DE TRANSFERENCIA DE DATOS I/O
APLICACION NORMAL
GRANDES DISTRIBUCIONES : EXCELENTE
PEQUEÑAS DISTRIBUCIONES: EXCELENTE
APLIC DE ALTO RENDIMIENTO EN DATOS NO CRITICOS
BANDA 0
BANDA 1
BANDA 2
BANDA 3
BANDA 4
BANDA 5
BANDA 6
BANDA 7
BANDA 8
BANDA 9
BANDA 10
BANDA 11
BANDA 12
BANDA 13
BANDA 14
BANDA 15
RAID 0 (NO REDUNDANTE) Ing. Sergio Omar Aguilera
Unidad V Sistema Entrada/Salida
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UNIVERSIDAD DE BELGRANO – FAC. TECNOLOGIA INFORMATICA
RAID 1 (ESPEJO) TASA DE PETICION I/O
TASA DE TRANSFERENCIA DE DATOS I/O
APLICACION NORMAL
BUENO/JUSTO
JUSTO/JUSTO
CONTROLADORESDEL SISTEMA: ARCHIVOS CRITICOS
BANDA 0
BANDA 1
BANDA 2
BANDA 3
BANDA 0
BANDA 1
BANDA 2
BANDA 3
BANDA 4
BANDA 5
BANDA 6
BANDA 7
BANDA 4
BANDA 5
BANDA 6
BANDA 7
BANDA 8
BANDA 9
BANDA 10
BANDA 11
BANDA 8
BANDA 9
BANDA 10
BANDA 11
BANDA 12
BANDA 13
BANDA 14
BANDA 15
BANDA 12
BANDA 13
BANDA 14
BANDA 15
RAID 1 (ESPEJO) Ing. Sergio Omar Aguilera
Unidad V Sistema Entrada/Salida
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UNIVERSIDAD DE BELGRANO – FAC. TECNOLOGIA INFORMATICA
RAID 2 (ACCESO PARALELO) TASA DE PETICION I/O
TASA DE TRANSFERENCIA DE DATOS I/O
APLICACION NORMAL
POBRE
EXCELENTE
SIN APLICACION COMERCIAL
b0
b1
b2
b3
F4(b)
F1(b)
F2(b)
RAID 2 (REDUNDANCIA POR CODIGO HAMMING) Ing. Sergio Omar Aguilera
Unidad V Sistema Entrada/Salida
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UNIVERSIDAD DE BELGRANO – FAC. TECNOLOGIA INFORMATICA
RAID 3 (ACCESO PARALELO) TASA DE PETICION I/O
TASA DE TRANSFERENCIA DE DATOS I/O
APLICACION NORMAL
POBRE
EXCELENTE
SOLICITUD DE I/O DE GRAN TAMAÑO EN APLICACIONES TIPO CAD
b0
b1
b2
b3
P(b)
RAID 3 (PARIDAD POR INTERCALACION DE BITs) Ing. Sergio Omar Aguilera
Unidad V Sistema Entrada/Salida
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UNIVERSIDAD DE BELGRANO – FAC. TECNOLOGIA INFORMATICA
RAID 4 (ACCESO INDEPENDIENTE) TASA DE PETICION I/O
TASA DE TRANSFERENCIA DE DATOS I/O
APLICACION NORMAL
EXCELENTE/JUSTO
JUSTO/POBRE
SIN APLICACION COMERCIAL
BLOQUE 0
BLOQUE 1
BLOQUE 2
BLOQUE 3
P(0-3)
BLOQUE 4
BLOQUE 5
BLOQUE 6
BLOQUE 7
P(4-7)
BLOQUE 8
BLOQUE 9
BLOQUE 10
BLOQUE 11
P(8-11)
BLOQUE 12
BLOQUE 13
BLOQUE 14
BLOQUE 15
P(12-15)
RAID 4 (PARIDAD POR INTERCALACION DE BLOQUES) Ing. Sergio Omar Aguilera
Unidad V Sistema Entrada/Salida
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RAID 5 (ACCESO INDEPENDIENTE) TASA DE PETICION I/O
TASA DE TRANSFERENCIA DE DATOS I/O
APLICACION NORMAL
EXCELENTE/JUSTO
JUSTO/POBRE
ALTA TASA DE SOLICITUDES, LECTURA INTENSIVA, BUSQUEDA DE DATOS
BLOQUE 0
BLOQUE 1
BLOQUE 2
BLOQUE 4
BLOQUE 5
BLOUE 6
BLOQUE 8
BLOQUE 9
P(8-11)
P(12-15)
BLOQUE 13
BLOQUE 12 P(16-19)
BLOQUE 16
BLOQUE 17
BLOQUE 3 P(4-7)
P(0-3) BLOQUE 7
BLOQUE 10
BLOQUE 11
BLOQUE 14
BLOQUE 15
BLOQUE 18
BLOQUE 19
RAID 5 (PARIDAD POR INTERCALACION DISTRIBUIDA DE BLOQUES) Ing. Sergio Omar Aguilera
Unidad V Sistema Entrada/Salida
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UNIVERSIDAD DE BELGRANO – FAC. TECNOLOGIA INFORMATICA
RAID 6 (ACCESO INDEPENDIENTE) TASA DE PETICION I/O
TASA DE TRANSFERENCIA DE DATOS I/O
APLICACION NORMAL
EXCELENTE/POBRE
JUSTO/POBRE
APLICACIONES QUE TIENEN DISPONIBILIDAD EXTREMADAMENTE ALTA
BLOQUE 0
BLOQUE 1
BLOQUE 2
BLOQUE 3
P(0-3)
Q (0-3)
BLOQUE 4
BLOQUE 5
BLOQUE 6
P (4-7)
Q (4-7)
BLOQUE 7
BLOQUE 8
BLOQUE 9
BLOQUE 12
P(12-15)
P(8-11)
Q (8-11)
BLOQUE 10
BLOQUE 11
Q (12-15)
BLOQUE 13
BLOQUE 14
BLOQUE 15
RAID 6 (REDUNDANCIA DUAL Ing. Sergio Omar Aguilera
Unidad V Sistema Entrada/Salida
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ESTRUCTURA DE I/O EN UNIX/LINUX SUBSISTEMA DE ARCHIVOS
CACHE DE BUFFERS
CARACTER
BLOQUE
GESTOR DE DISPOSITIVOS Ing. Sergio Omar Aguilera
Unidad V Sistema Entrada/Salida
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ESTRUCTURA DE I/O EN WINDOWS 2000
Ing. Sergio Omar Aguilera
Unidad V Sistema Entrada/Salida
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UNIVERSIDAD DE BELGRANO – FAC. TECNOLOGIA INFORMATICA Ejercicios de práctica 1. Describa en forma sintética, cómo es la organización física de un disco, puede utilizar gráficos para mayor claridad. 2. La velocidad promedio para la obtención de datos de un disco esta dada por la suma de los siguientes tiempos: Seek Time. Latency Time. Transfer Time. De una definición para estos tres tiempos. 3. Supongamos que tenemos un programa de 40K words almacenado en disco con un tiempo promedio de Seek + Latency de 4 mseg. y una velocidad de transferencia de 1.000.000 de palabras por segundo. ¿Cuánto tiempo toma la transferencia del programa a memoria? 4. Considérese un disco típico con un tiempo de posicionamiento medio especificado de 20mseg., una velocidad de transferencia de 1 Mbyte/seg., y sectores de 512 bytes con 32 sectores por pista. El disco gira a 3600 RPM. Supóngase que queremos leer un fichero que consta de 256 sectores con un total de 128 Kbytes. Estimar el tiempo total de transferencia en los siguientes casos: a. El archivo está almacenado secuencialmente. b. El archivo está almacenado al azar. Ing. Sergio Omar Aguilera
Unidad V Sistema Entrada/Salida
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BIBLIOGRAFIA DE REFERENCIA 1.
Manual de Actualización y reparación de PCs, 12va. Ed. Scott Mueller. Que. Pearson, Prentice Hall. Mexico, 2001.
2.
Sistemas de Computadoras, un enfoque estructurado. 7ma ed. Andrew Tannenbaum. Prentice Hall, 1994.
3.
Operating Systems, 2da. Ed. William Stallings. Prentice Hall. 1995.
4.
Sistemas Operativos, 4ta ed. William Stallings. Pearson, Prentice Hall. Madrid, 2001.
5.
Sistemas Operativos. 5ta Ed. William Stalling. Pearson Prentice Hall. Madrid. 2006
6.
Unix, Sistema V Versión 4. Rosen,Rozinsky y Farber.McGraw Hill. NY 2000.
7.
Lunix, Edición especial. Jack Tackett, David Guntery Lance Brown. Ed. Prentice Hall. 1998.
8.
Linux, Guía del Administrador avanzado. Facundo Arena. MP ediciones. BsAs. 2000.
Ing. Sergio Omar Aguilera
Unidad V Sistema Entrada/Salida
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FIN UNIDAD V ADMINISTRACION DE ENTRADA / SALIDA
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