Unidad 5

DISPOSITIVO. EXTERNO. Bus de Datos. ESTRUCTURA DEL MODULO DE I/O. Ing. Sergio Omar Aguilera. 3. Unidad V Sistema Entrada/Salida. LOGICA DE I/O.
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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

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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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UNIVERSIDAD DE BELGRANO – FAC. TECNOLOGIA INFORMATICA

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

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ESTRUCTURA DE I/O EN WINDOWS 2000

Ing. Sergio Omar Aguilera

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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

Ing. Sergio Omar Aguilera

Unidad V Sistema Entrada/Salida

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