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FACULTAD DE SISTEMAS MERCANTILES
ESCUELA DE DISEÑO Y COMUNICACIÓN VISUAL
             SEMIPRESENCIAL
              Sistemas Operativos

              Título del Trabajo:
        Principio de Hardware de E/S.
                 Dispositivos.
        Controladores de dispositivos.
        Principios de Software de E/S.
     Objetivos de las componentes de E/S.
 ALUMNOS: Alejandro Ordóñez - Edwin Coral - Juan
       Carlos Rosero - Jhony Montenegro

        PROFESOR: Ing. Darío Maldonado

           Tulcán, Noviembre del 2011
Entrada/salida,                también
                                   abreviado E/S o I/O (del original en
                                   inglés input/output), es la colección
                                   de interfaces que usan las distintas
                                   unidades funcionales (subsistemas) de
                                   un sistemas de procesamiento de
                                   información para comunicarse unas
                                   con otras, o las señales (información)
                                   enviadas a través de esas interfaces.
                                   Las entradas son las señales recibidas
                                   por la unidad, mientras que las salidas
                                   son las señales enviadas por ésta.

                                   Los dispositivos de E/S los usa una
                                   persona    u    otro   sistema   para
                                   comunicarse con una computadora.
El término puede ser usado para    De hecho, a los teclados y ratones se
describir una acción; "realizar    los considera dispositivos de entrada
una entrada/salida" se refiere a   de una computadora, mientras que los
ejecutar una operación de          monitores e impresoras son vistos
entrada o de salida.               como dispositivos de salida de una
                                   computadora.
Es importante notar que la
designación de un dispositivo, sea
de entrada o de salida, cambia al
modificar la perspectiva desde el
que se lo ve. Los teclados y ratones
toman como entrada el movimiento
físico que el usuario produce como
salida y lo convierten a una señal
eléctrica que la computadora pueda
entender. La salida de estos
dispositivos son una entrada para la
computadora. De manera análoga,
los monitores e impresoras toman
como entrada las señales que la
computadora produce como salida.
Luego, convierten esas señales en
representaciones inteligibles que
puedan ser interpretadas por el
usuario. La interpretación será, por
ejemplo, por medio de la vista, que
funciona como entrada.
A través de los dispositivos
periféricos            podemos
introducir a la computadora
datos que nos sea útiles para
la    resolución    de    algún
problema.
La computadora necesita de
entradas para poder generar
salidas y éstas se dan a través
de dos tipos de dispositivos
periféricos existentes:

- Dispositivos periféricos de
entrada.
- Dispositivos periféricos de
salida.
Son aquellos que sirven para
introducir datos a la computadora
para su proceso.
Los datos se leen de los dispositivos
de entrada y se almacenan en la
memoria central o interna.
Los dispositivos de entrada
convierten la información en señales
eléctricas que se almacenan en la
memoria central.
Los dispositivos de entrada típicos
son los
–      teclados,
–      Mouse,
–      lápices ópticos,
–      palancas de mando (joystick),
–      CD-ROM, discos compactos (CD)
_       Micrófono
_       Webcam
_       Escáner
_       Lector de Código de Barras
Dispositivos de Salida
Son los que permiten representar
los resultados (salida) del
proceso de datos.
El dispositivo de salida típico es
la pantalla o monitor.
Otros dispositivos de salida son:
–      impresoras (imprimen
resultados en papel),
     –Plotters
     - Monitor
     - Altavoz
     -Auriculares
     -Proyector
     -entre otros
Edwin Coral
Un controlador (instaladores) de
dispositivo,               llamado
normalmente controlador (en
inglés, device driver) es un
programa       informático      que
permite          al         sistema
operativo      interactuar       con
un       periférico,     haciendo
una abstracción del hardware y
proporcionando una interfaz -
posiblemente estandarizada- para
usarlo. Se puede esquematizar
como un manual de instrucciones
que le indica al sistema
operativo, cómo debe controlar y
comunicarse con un dispositivo
en particular. Por tanto, es una
pieza esencial, sin la cual no se
podría usar el hardware.
Existen tantos tipos de
controladores como tipos
de periféricos, y es común
encontrar más de un
controlador posible para el
mismo dispositivo, cada
uno ofreciendo un nivel
distinto                 de
funcionalidades.        Por
ejemplo, aparte de los
oficiales    (normalmente
disponibles en la página
web del fabricante), se
pueden encontrar también
los proporcionados por el
sistema     operativo,    o
también     versiones    no
oficiales    hechas     por
terceros.
Los controladores de dispositivo (device
                  drivers en inglés) son programas añadidos
                  al núcleo del sistema operativo,
                  concebidos inicialmente para gestionar
            AUX   periféricos y dispositivos especiales.

                  - Pueden ser de dos tipos: orientados a
                  caracteres (tales como los dispositivos
                  NUL, AUX, PRN, del sistema) o bien
                  orientados a bloques, constituyendo las
                  conocidas unidades de disco. La
                  diferencia fundamental entre ambos tipos
                  de controladores es que los primeros
                  reciben o envían la información carácter
                  a carácter; en cambio, los controladores
                  de dispositivo de bloques procesan, como
                  su propio nombre indica, bloques de
                  cierta longitud en bytes (sectores). Los
                  controladores de dispositivo, aparecidos
                  con el DOS 2.0, permiten añadir nuevos
                  componentes al ordenador sin necesidad
NUL   PRN         de rediseñar el sistema operativo.
   Puesto que los usuarios
    estándar     no     pueden
    instalar controladores de
    dispositivos que no estén
    firmados o que estén
    firmados por un editor que
    no es de confianza, los
    administradores    tendrán
    un      control    riguroso
    respecto        a        los
    controladores            de
    dispositivos que pueden
    usarse        en        una
    organización.       Podrán
    impedirse                los
    controladores            de
    dispositivos desconocidos,
    así     como      cualquier
    controlador de dispositivo
    que el administrador no
    permita expresamente.
   Los usuarios sólo podrán
    instalar los dispositivos que
    hayan sido probados y
    admitidos por la organización.
    En consecuencia, el sistema
    permite mantener la seguridad
    del equipo, al tiempo que se
    reducen las solicitudes del
    departamento de soporte
    técnico.
   Un paquete de
    controladores firmado
    por un editor de
    confianza y
    almacenado
    provisionalmente en el
    almacén de
    controladores funciona
    de modo automático,
    cuando el usuario
    conecta el dispositivo
    al equipo. No se
    requiere acción alguna
    por parte del usuario.
 JHONY   MONTENEGRO
 Los principios de software en la en la
  entrada/salida se resumen en cuatro puntos:
 El software debe ofrecer manejadores de
  interrupciones
 manejadores de dispositivos
 software que sea independiente de los
  dispositivos y
 software para usuarios.
   El primer objetivo referente
    a los manejadores de
    interrupción consiste en que
    el programador o el usuario
    NO debe darse cuenta de
    los manejos de bajo nivel
    para los casos en que el
    dispositivo está ocupado y
    se debe suspender el
    proceso o sincronizar
    algunas tareas. Desde el
    punto de vista del proceso o
    usuario, el sistema
    simplemente se tardó más o
    menos en responder a su
    petición.
   El sistema debe proveer los
    manejadores de dispositivos
    necesarios para los
    periféricos, así como ocultar
    las peculiaridades del manejo
    interno de cada uno de ellos,
    tales como el formato de la
    información, los medios
    mecánicos, los niveles de
    voltaje y otros. Por ejemplo,
    si el sistema tiene varios tipos
    deferentes de discos duros,
    para el usuario o programador
    las diferentes técnicas entre
    ellos no le deben importar, y
    los manejadores le deben
    ofrecer el mismo conjunto de
    rutinas para leer y escribir
    datos.
La mayoría de las rutinas de
  entrada – salida trabajan en
  modo     privilegiado,   o    son
  llamadas al sistema que se ligan
  a los programas del usuario
  formando      parte     de    sus
  aplicaciones y que no le dejan
  ninguna flexibilidad al usuario
  en cuanto a la apariencia de los
  datos. Existen otras librerías en
  donde el usuario si tiene poder
  de decisión (por ejemplo la
  llamada a “printf” en el
  lenguaje “C”). Otra facilidad
  ofrecida son las áreas de
  trabajos encolados (spooling
  áreas). Tales como las de
  impresión y correo electrónico.
JUAN CARLOS ROSERO
   Cada periférico suele estar formado por
    dos partes claramente diferenciadas en
    cuanto a su misión y funcionamiento:
    una parte mecánica y otra electrónica.
   La parte mecánica está formada
    básicamente por dispositivos
    electromecánicos (conmutadores
    manuales, motores, electroimanes.)
    controlados por los elementos
    electrónicos.
   La parte electrónica se incluye en su
    mayor parte en los circuitos de la
    interfase.
   La velocidad de funcionamiento de un
    periférico viene dada por los elementos
    mecánicos.
   Desde el ordenador se actúa sobre los
    periféricos a iniciativa de las
    instrucciones de los programas.
    Para poder utilizar eficazmente una
    ordenador, su sistema operativo contiene
    rutinas especiales para gestión de sus
    distintos tipos de periféricos.
   Ciertos periféricos tienen la
    posibilidad de hacer
    autónomamente
    determinadas operaciones.
    Estas operaciones pueden ser
    desde auto comprobar o
    verificar su funcionamiento
    físico, hasta funciones más
    complejas como rebobinar
    una cinta magnética, o
    dibujar en un registrador.
   Cuando un periférico actúa
    sin intervención del
    ordenador central se dice que
    trabaja fuera de línea ("off
    line") y cuando actúa bajo el
    control de la ordenador
    central funciona en línea ("on
    line").
   Fiabilidad: Es la probabilidad de que se
    produzca un error en la entrada/salida y
    depende de la naturaleza del soporte
    (hay soportes mucho menos fiables que
    otros), de las condiciones ambientales en
    que se conserva el soporte, o de las
    características de la unidad.

   Duración: Es la permanencia sin
    alteración de los datos a lo largo del
    tiempo. Algunos soportes van perdiendo
    la señal escrita a lo largo del tiempo y
    acaban perdiendo los datos por
    obsolencia física del soporte.

   Densidad: Se refiere a la cantidad de
    datos (bits o caracteres) contenidos por
    unidad de volumen, superficie o longitud
    ocupada.
   Reutilización: Un soporte de
    información se dice reutilizable
    cuando nos permite guardar nueva
    información sobre datos que ya
    resultan obsoletos. Con este
    problema se han enfrentado los
    fabricantes de discos ópticos (CD-
    ROM), los cuales hasta hace poco
    tiempo no han sido susceptibles de
    ser reutilizables.

   Tipo de acceso: Característica
    vinculada al dispositivo
    lector/grabador. Se dice que un
    dispositivo es de acceso secuencial
    si para acceder a un dato
    determinado debemos acceder
    primero a todos los que le
    preceden físicamente (Ejemplo:
    las cintas magnéticas). Se dice,
    en cambio, que un dispositivo
    permite el acceso directo si
    podemos acceder a un dato sin
    necesidad de pasar por los datos
    que le preceden (Ejemplo: disco
    magnético).
   Transportabilidad: Decimos que un soporte de
    información es transportable si es susceptible de
    ser trasladado de una unidad periférica a otra.
    Ejemplo: el disquete puede ser utilizado en
    distintas disqueteras de su mismo formato. Por el
    contrario hay soportes de información fijos, que
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    correspondiente. (Ejemplo disco duro).
DISPOSITIVOS DE ENTRADA Y SALIDA

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DISPOSITIVOS DE ENTRADA Y SALIDA

  • 1. FACULTAD DE SISTEMAS MERCANTILES ESCUELA DE DISEÑO Y COMUNICACIÓN VISUAL SEMIPRESENCIAL Sistemas Operativos Título del Trabajo: Principio de Hardware de E/S. Dispositivos. Controladores de dispositivos. Principios de Software de E/S. Objetivos de las componentes de E/S. ALUMNOS: Alejandro Ordóñez - Edwin Coral - Juan Carlos Rosero - Jhony Montenegro PROFESOR: Ing. Darío Maldonado Tulcán, Noviembre del 2011
  • 2. Entrada/salida, también abreviado E/S o I/O (del original en inglés input/output), es la colección de interfaces que usan las distintas unidades funcionales (subsistemas) de un sistemas de procesamiento de información para comunicarse unas con otras, o las señales (información) enviadas a través de esas interfaces. Las entradas son las señales recibidas por la unidad, mientras que las salidas son las señales enviadas por ésta. Los dispositivos de E/S los usa una persona u otro sistema para comunicarse con una computadora. El término puede ser usado para De hecho, a los teclados y ratones se describir una acción; "realizar los considera dispositivos de entrada una entrada/salida" se refiere a de una computadora, mientras que los ejecutar una operación de monitores e impresoras son vistos entrada o de salida. como dispositivos de salida de una computadora.
  • 3. Es importante notar que la designación de un dispositivo, sea de entrada o de salida, cambia al modificar la perspectiva desde el que se lo ve. Los teclados y ratones toman como entrada el movimiento físico que el usuario produce como salida y lo convierten a una señal eléctrica que la computadora pueda entender. La salida de estos dispositivos son una entrada para la computadora. De manera análoga, los monitores e impresoras toman como entrada las señales que la computadora produce como salida. Luego, convierten esas señales en representaciones inteligibles que puedan ser interpretadas por el usuario. La interpretación será, por ejemplo, por medio de la vista, que funciona como entrada.
  • 4. A través de los dispositivos periféricos podemos introducir a la computadora datos que nos sea útiles para la resolución de algún problema. La computadora necesita de entradas para poder generar salidas y éstas se dan a través de dos tipos de dispositivos periféricos existentes: - Dispositivos periféricos de entrada. - Dispositivos periféricos de salida.
  • 5. Son aquellos que sirven para introducir datos a la computadora para su proceso. Los datos se leen de los dispositivos de entrada y se almacenan en la memoria central o interna. Los dispositivos de entrada convierten la información en señales eléctricas que se almacenan en la memoria central. Los dispositivos de entrada típicos son los – teclados, – Mouse, – lápices ópticos, – palancas de mando (joystick), – CD-ROM, discos compactos (CD) _ Micrófono _ Webcam _ Escáner _ Lector de Código de Barras
  • 6. Dispositivos de Salida Son los que permiten representar los resultados (salida) del proceso de datos. El dispositivo de salida típico es la pantalla o monitor. Otros dispositivos de salida son: – impresoras (imprimen resultados en papel), –Plotters - Monitor - Altavoz -Auriculares -Proyector -entre otros
  • 8. Un controlador (instaladores) de dispositivo, llamado normalmente controlador (en inglés, device driver) es un programa informático que permite al sistema operativo interactuar con un periférico, haciendo una abstracción del hardware y proporcionando una interfaz - posiblemente estandarizada- para usarlo. Se puede esquematizar como un manual de instrucciones que le indica al sistema operativo, cómo debe controlar y comunicarse con un dispositivo en particular. Por tanto, es una pieza esencial, sin la cual no se podría usar el hardware.
  • 9. Existen tantos tipos de controladores como tipos de periféricos, y es común encontrar más de un controlador posible para el mismo dispositivo, cada uno ofreciendo un nivel distinto de funcionalidades. Por ejemplo, aparte de los oficiales (normalmente disponibles en la página web del fabricante), se pueden encontrar también los proporcionados por el sistema operativo, o también versiones no oficiales hechas por terceros.
  • 10. Los controladores de dispositivo (device drivers en inglés) son programas añadidos al núcleo del sistema operativo, concebidos inicialmente para gestionar AUX periféricos y dispositivos especiales. - Pueden ser de dos tipos: orientados a caracteres (tales como los dispositivos NUL, AUX, PRN, del sistema) o bien orientados a bloques, constituyendo las conocidas unidades de disco. La diferencia fundamental entre ambos tipos de controladores es que los primeros reciben o envían la información carácter a carácter; en cambio, los controladores de dispositivo de bloques procesan, como su propio nombre indica, bloques de cierta longitud en bytes (sectores). Los controladores de dispositivo, aparecidos con el DOS 2.0, permiten añadir nuevos componentes al ordenador sin necesidad NUL PRN de rediseñar el sistema operativo.
  • 11.
  • 12. Puesto que los usuarios estándar no pueden instalar controladores de dispositivos que no estén firmados o que estén firmados por un editor que no es de confianza, los administradores tendrán un control riguroso respecto a los controladores de dispositivos que pueden usarse en una organización. Podrán impedirse los controladores de dispositivos desconocidos, así como cualquier controlador de dispositivo que el administrador no permita expresamente.
  • 13. Los usuarios sólo podrán instalar los dispositivos que hayan sido probados y admitidos por la organización. En consecuencia, el sistema permite mantener la seguridad del equipo, al tiempo que se reducen las solicitudes del departamento de soporte técnico.
  • 14. Un paquete de controladores firmado por un editor de confianza y almacenado provisionalmente en el almacén de controladores funciona de modo automático, cuando el usuario conecta el dispositivo al equipo. No se requiere acción alguna por parte del usuario.
  • 15.  JHONY MONTENEGRO
  • 16.  Los principios de software en la en la entrada/salida se resumen en cuatro puntos:  El software debe ofrecer manejadores de interrupciones  manejadores de dispositivos  software que sea independiente de los dispositivos y  software para usuarios.
  • 17. El primer objetivo referente a los manejadores de interrupción consiste en que el programador o el usuario NO debe darse cuenta de los manejos de bajo nivel para los casos en que el dispositivo está ocupado y se debe suspender el proceso o sincronizar algunas tareas. Desde el punto de vista del proceso o usuario, el sistema simplemente se tardó más o menos en responder a su petición.
  • 18. El sistema debe proveer los manejadores de dispositivos necesarios para los periféricos, así como ocultar las peculiaridades del manejo interno de cada uno de ellos, tales como el formato de la información, los medios mecánicos, los niveles de voltaje y otros. Por ejemplo, si el sistema tiene varios tipos deferentes de discos duros, para el usuario o programador las diferentes técnicas entre ellos no le deben importar, y los manejadores le deben ofrecer el mismo conjunto de rutinas para leer y escribir datos.
  • 19. La mayoría de las rutinas de entrada – salida trabajan en modo privilegiado, o son llamadas al sistema que se ligan a los programas del usuario formando parte de sus aplicaciones y que no le dejan ninguna flexibilidad al usuario en cuanto a la apariencia de los datos. Existen otras librerías en donde el usuario si tiene poder de decisión (por ejemplo la llamada a “printf” en el lenguaje “C”). Otra facilidad ofrecida son las áreas de trabajos encolados (spooling áreas). Tales como las de impresión y correo electrónico.
  • 21. Cada periférico suele estar formado por dos partes claramente diferenciadas en cuanto a su misión y funcionamiento: una parte mecánica y otra electrónica.  La parte mecánica está formada básicamente por dispositivos electromecánicos (conmutadores manuales, motores, electroimanes.) controlados por los elementos electrónicos.  La parte electrónica se incluye en su mayor parte en los circuitos de la interfase.  La velocidad de funcionamiento de un periférico viene dada por los elementos mecánicos.  Desde el ordenador se actúa sobre los periféricos a iniciativa de las instrucciones de los programas. Para poder utilizar eficazmente una ordenador, su sistema operativo contiene rutinas especiales para gestión de sus distintos tipos de periféricos.
  • 22. Ciertos periféricos tienen la posibilidad de hacer autónomamente determinadas operaciones. Estas operaciones pueden ser desde auto comprobar o verificar su funcionamiento físico, hasta funciones más complejas como rebobinar una cinta magnética, o dibujar en un registrador.  Cuando un periférico actúa sin intervención del ordenador central se dice que trabaja fuera de línea ("off line") y cuando actúa bajo el control de la ordenador central funciona en línea ("on line").
  • 23. Fiabilidad: Es la probabilidad de que se produzca un error en la entrada/salida y depende de la naturaleza del soporte (hay soportes mucho menos fiables que otros), de las condiciones ambientales en que se conserva el soporte, o de las características de la unidad.  Duración: Es la permanencia sin alteración de los datos a lo largo del tiempo. Algunos soportes van perdiendo la señal escrita a lo largo del tiempo y acaban perdiendo los datos por obsolencia física del soporte.  Densidad: Se refiere a la cantidad de datos (bits o caracteres) contenidos por unidad de volumen, superficie o longitud ocupada.
  • 24. Reutilización: Un soporte de información se dice reutilizable cuando nos permite guardar nueva información sobre datos que ya resultan obsoletos. Con este problema se han enfrentado los fabricantes de discos ópticos (CD- ROM), los cuales hasta hace poco tiempo no han sido susceptibles de ser reutilizables.  Tipo de acceso: Característica vinculada al dispositivo lector/grabador. Se dice que un dispositivo es de acceso secuencial si para acceder a un dato determinado debemos acceder primero a todos los que le preceden físicamente (Ejemplo: las cintas magnéticas). Se dice, en cambio, que un dispositivo permite el acceso directo si podemos acceder a un dato sin necesidad de pasar por los datos que le preceden (Ejemplo: disco magnético).
  • 25. Transportabilidad: Decimos que un soporte de información es transportable si es susceptible de ser trasladado de una unidad periférica a otra. Ejemplo: el disquete puede ser utilizado en distintas disqueteras de su mismo formato. Por el contrario hay soportes de información fijos, que no pueden extraerse de la unidad correspondiente. (Ejemplo disco duro).