Arquitetura de Sistemas
Operacionais
• Técnico em Informática MAI-1
Gerência de Dispositivos
Cap. 12 – Gerência de Dispositivos
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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
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Introdução
• Gerência
de dispositivos
Modo Usuário
Modo Kernel
SOFTWARE
Processo
Operações de E/ S
Sistema
de Arquivos
Independente
do dispositivo
(a)
Subsistema de E/ S
Device Drivers
HARDWARE
Dependente
do dispositivo
(b)
Cap. 12 – Gerência de Dispositivos
Controladores
Dispositivos de E/ S
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Acesso ao Subsistema de E/S
• Operações
de E/S
Aplicação
Comandos
de E/ S
Bibliotecas
System calls de E/ S
Rotinas de E/ S
Device drivers
Dispositivos de E/ S
Cap. 12 – Gerência de Dispositivos
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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
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Device Drivers
Processo
Subsistema de E/ S
Driver de
Impressora
Cap. 12 – Gerência de Dispositivos
Driver de
Disco
Driver de
Fita
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Device Drivers
• Driver de disco
Rotina
de E/ S
Ler bloco n
Driver
de Disco
Ler setor x
Controlador
de Disco
Discos
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Controladores
• UCP, memória e controladores
Memória
Principal
UCP
Controlador
de
Impressora
Controlador
de
Disco
Controlador
de
Fita
Impressora
Disco
Fita
Cap. 12 – Gerência de Dispositivos
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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
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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.
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Controladores
• Técnica de DMA
UCP
1
2
Buffer de E/ S
4
Buffer
Controlador
de
Disco
Registradores
Memória
Principal
Controlador
de DMA
3
Disco
Cap. 12 – Gerência de Dispositivos
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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
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Controladores
• Controlador SCSI
Memória
Principal
Cap. 12 – Gerência de Dispositivos
Dispositivos não-SCSI
Dispositivos SCSI
UCP
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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 nãoestruturados.
Cap. 12 – Gerência de Dispositivos
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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
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Discos Magnéticos
• Estrutura de
um disco
magnético
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Discos Magnéticos
• Tempo de acesso
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