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Colegio Nacional E.M.D. NTRA. SRA. “STELLA MARIS”
Nombre Alumno/a: Puntos Asignados: 2P
Fecha: Puntos Logrados:
Profesora: Magdalena Rojas
Curso: 2º BTI
DISCIPLINA: Hardware
CAPACIDAD: Compara los tipos de memoria estableciendo diferencias y semejanzas de acuerdo con la
evolución y compatibilidad para tomar decisiones de ampliar la memoria de su computador
CONTENIDO:
• Secundaria: Unidades de almacenamiento masivo (tipos, tecnología y capacidad)
• Tarjetas y cintas perforadas, Tarjetas y Cintas magnéticas, Disquete, Disco Duro, Cd, DVD,
disco óptico, tarjeta de memoria, chip, pendrive, Flash, BlueRay.
• Unidades de Medida de la Memoria (bit, Byte, Kilobyte, Megabyte, Gigabyte, Terabyte,
Petabyte, Hexabyte, Zetabyte, Yotabyte, Brontobyte, etc.)
• Administración de la Memoria sin intercambio y con intercambio
• Memoria Virtual
• Administración del Hardware de Entrada/Salida
• Principios del Software de Entrada/Salida
INDICADORES DE EJERECICIOS
Leo atentamente antes de realizar la tarea L/NL
Resumo los contenidos 1P
Trabajo sin molestar L/NL
Completo en el tiempo establecido 1P
TOTAL 2P
ACTIVIDADES
LEER Y COPIAR EN EL CUADERNO
¿QUÉ ES ALMACENAMIENTO PRIMARIO Y SECUNDARIO?
Diversos dispositivos de almacenamiento masivo de datos
- Almacenamiento primario: capacidad de ciertos dispositivos, para guardar
datos de manera temporal, ya que al ser desconectados del suministro eléctrico,
todos los datos almacenados son borrados. En esta clasificación, se encuentran
las memorias tipo RAM (SRAM, TSOP, SIMM, DIMM, RIMM, DDR, DDR2,
DD3 y DDR4).
- Almacenamiento secundario: capacidad de dispositivos para almacenar
datos de manera permanente, aún cuando son desconectados del suministro
eléctrico. En esta categoría, se encuentran las tarjetas perforadas, discos de vinilo
con software, discos duros, unidades SSD, etc.
DISPOSITIVOS DE ALMACENAMIENTO EN LA NUBE
- Cloud storage: espacio de almacenamiento compartido dentro de servidores Web, a los cuales, se
puede acceder desde cualquier ordenador o dispositivo inteligente conectado a Internet, siempre y
cuando, cuenten con la aplicación específica (app) y las credenciales de acceso, permitiendo la lectura,
escritura y borrado de información, como ejemplos de este servicio se encuentran: Google Drive, Mega,
Microsoft OneDrive, etc.
¿QUÉ ES ALMACENAMIENTO HÍBRIDO?
Dispositivos que combinan 2 tecnologías, para almacenar datos de manera permanente.
- Combinación magnética y electrónica: discos duros SSHD
- Combinación óptica y magnética: discos LS120
¿QUÉ ES ALMACENAMIENTO ELECTRÓNICO?
Dispositivos que permiten almacenamiento de datos en celdas de memoria electrónica.
-Almacenamiento electrónico temporal: memorias DRAM y memorias SRAM
- Almacenamiento electrónico permanente: memorias USB, memorias ROM, memorias
digitales, unidades SSD 2.5", unidades SSD M.2 y memorias persistentes.
¿QUÉ ES ALMACENAMIENTO ÓPTICO?
- Dispositivos que permiten almacenar datos en superficies plásticas, mediante tecnología láser: familia de
discos CD-R, familia de discos DVD-R / HD-DVD y familia de discos Blu-Ray.
¿QUÉ ES ALMACENAMIENTO MAGNÉTICO?
- Dispositivos que permiten almacenamiento de datos, por medio de agrupación magnética de partículas
ferrosas: cintas de respaldo, familia de disquetes y familia de discos duros
¿QUÉ ES ALMACENAMIENTO MECÁNICO?
- Dispositivos que permiten almacenamiento de datos en superficies plásticas, por medio de marcas
visibles: tarjetas perforadas y discos de vinilo con software.
¿QUÉ ES ALMACENAMIENTO VIRTUAL?
El almacenamiento virtual, consiste en asignar unidades lógicas a estructuras contenedoras de archivos,
las cuales, físicamente se encuentran ubicadas en otro equipo de cómputo, o bien, simulan ser un medio
físico por medio de software.
1.- Unidad RAM Disk ó disco RAM: segmentos de memoria RAM que mediante software, se
configuran para simular unidades de disco, por lo tanto, son sumamente rápidas, sin embargo, al apagar el
equipo de cómputo, estas pierden toda la información almacenada. Ejemplos de este tipo de software son
2.- Unidad de red ó unidad mapeada: se trata de carpetas compartidas desde los computadores y
sobre todo servidores, a las cuáles, se les asocia de manera permanente una unidad lógica desde los
equipos de cómputo ingresados en la red local. Estas unidades, tienen la ventaja de que tal información no
se almacena localmente, es decir, no se consume espacio desde la terminal, sin embargo, el acceso a la
información depende de que el servidor se encuentre siempre encendido.
¿QUÉ ES ALMACENAMIENTO NAS?
- NAS "Network Attached Storage": se trata de dispositivos de almacenamiento en red y basados
en discos duros, los cuáles, tienen compartimientos que permiten colocar y extraer discos, así mismo,
cuentan con interfaces para red cableada (LAN) y/o para red inalámbrica (WLAN) para compartir datos.
Este tipo de dispositivos cuentan con software de interfaz propietaria, la cual, que permite asignar
cuotas de espacio y permisos a los usuarios (credenciales/usuario y contraseña), de este modo, se mantiene
protegida la información de manera individualizada.
Tarjetas perforadas, el primer medio de almacenamiento
La primera forma de almacenar información fueron sin duda las tarjetas perforadas. Estas eran básicamente
piezas de papel en las que encontrábamos una secuencia de perforaciones en distintas posiciones de la
misma. Entonces, la forma de leer la información se basa en la presencia o ausencia de agujeros en las
distintas posiciones de la cartulina. Hay que tener en cuenta que ya se usaban en el siglo XIX para controlar
los telares, y a mediados del siglo XX se empezaron a usar en ordenadores.
Está claro que su funcionamiento es bastante intuitivo pues se puede adecuar a cómo trabaja un ordenador
actual, y es que cada una de esas posiciones se entiende como un bit, en el que según haya o no una
perforación tendremos el valor 0 o el valor 1. De esta forma se formaban mensajes y conjuntos de datos
completos, y se hacían programas enteros.
Tambor magnético o memoria de tambor
Inventado en 1932 pero con un gran uso en la década de los 50 y los 60, estamos ante el primer tipo
de memoria magnética que repasaremos en este artículo sobre las unidades de almacenamiento. Os vamos
a hablar mucho de memorias que usan el magnetismo para guardar la información, así que por ahora
únicamente nos vamos a centrar en la forma de estos tambores.
Básicamente, el tambor tiene diversas pistas situadas alrededor
de su circunferencia, tal y como podemos ver en la imagen de arriba, y este gira, de forma que unos
cabezales se mueven entre las pistas y localizan la correcta, donde en algún punto el eje rotatorio del tambor
llegará a la posición que se quiere leer o escribir.
Esto es increíblemente parecido a los discos duros que conocemos ‘de toda la vida’, así que sigue leyendo
el artículo porque empezarás a entender mejor este tipo de tecnologías de almacenamiento.
Destacar finalmente que la primera memoria de tambor, la inventada en 1932, tenía una capacidad de unos
62.5 KB. Sin embargo, en el primer ordenador donde se implementó (1942) almacenaba 3000 bits, y en el
primer ordenador producido en masa (IBM 650) unos 8.5KB.
El tubo Williams-Kilburn, la primera RAM
Continuamos para hablar de la que fue
la primera forma de memoria RAM (de acceso aleatorio), aparecida en 1947. La forma de funcionar de este
dispositivo, que al ser volátil quizás no deberíamos llamarlo unidad de almacenamiento, se basaba en
los tubos de rayos catódicos que se empleaban para los televisores y pantallas de entonces. ¿Cómo
exactamente? Pues muy sencillo: se producía una matriz de puntos en el tubo, como si efectivamente fuese
una pantalla, creando una carga de electricidad estática en cada punto. Entonces se podía leer cada una de
las localizaciones de esa pantalla, y comprobar si había contacto eléctrico, identificando el valor del bit.
Al igual que en los tipos de memoria anteriores, todo se está
basando en una matriz de bits física, donde hay unas localizaciones concretas que pueden tener o no una
carga eléctrica, interpretando un valor 0 o 1 según cuál sea la lectura. La verdad es que, de una forma u otra
y salvando las distancias, es básicamente en lo que se sigue basando la informática con la única diferencia
de la miniaturización, sofisticación y maximización de capacidad y rendimiento que vemos en nuestros días.
Este tipo de tubos podía llegar a almacenar entre 1KiB y 2.5KiB de datos aproximadamente, y
la volatilidad propia de la RAM viene del hecho de que si se le desconecta la alimentación eléctrica al tubo
todos los rayos desaparecerán, algo que es más que evidente. Un reto está en el borrado de posiciones
concretas, que se conseguía mediante el lanzamiento de otro rayo junto a la posición original.
La unidad de cinta magnética
La cinta magnética fue inventada en 1928, pero no comenzó a ser utilizada en ordenadores hasta 1951, con
el equipo UNIVAC I, el primer ordenador comercial fabricado en Estados Unidos.
Este tipo de memoria funciona básicamente gracias a que las cintas de plástico están cubiertas de material
magnético en el que, mediante la conversión de energía eléctrica, podemos grabar lo que correspondería a
cada bit de datos, y luego leerlo de vuelta. Entre sus ventajas, tenemos su bajo coste, gran capacidad, y el
hecho de que podemos almacenar las cintas fácilmente. Su mayor inconveniente está la vulnerabilidad a
factores externos como la humedad o el polvo, que requieren tratar bien a las cintas, además de la dificultad
de reescritura de los datos.
Podemos comparar estas unidades de almacenamiento con los casettes de toda la vida, que también son un
tipo de cinta magnética, pero aquí la gran diferencia es que se utilizaban para almacenar señales
analógicas, y no digitales, que es lo que buscamos en un ordenador.
Las cintas son unidades de almacenamiento que todavía se usan a día de hoy
Aunque pueda parecer bastante sorprendente, a día de hoy se sigue utilizando la cinta magnética como
unidad de almacenamiento. Podemos encontrarla en algunas aplicaciones de servidores y centros de
datos, donde su uso es específicamente para almacenar copias de seguridad. Se le considera un peldaño más
bajo en la jerarquía que las unidades de almacenamiento normales como los discos duros.
¿Y por qué se sigue usando una tecnología así en nuestros días? El motivo es básicamente el coste por
GB que tienen las cintas. Tomando como ejemplo una noticia del medio TechRadar, podemos conseguir
cintas de 9TB de espacio nativo (que llegan a los 22.5TB comprimidas) por menos de 60 dólares, esto es un
cuarto del precio de un HDD equivalente y 12 veces menos que un SSD (os hablaremos de estas unidades
luego, pero básicamente son las que se usan ahora). Estamos hablando de costes por TB de alrededor de 6
dólares.
Además, los rendimientos que se pueden alcanzar superan los 300MB/s, algo que está por delante de un
HDD tradicional aunque por detrás de los modernos SSD. Otra ventaja adicional es la gran durabilidad de
los datos, pues podremos tenerlos archivados durante 30 años. ¿Cuál es el único problema que conllevan?
El precio de los propios dispositivos destinados a la lectura y escritura de información, que pueden llegar a
irse por encima de los 2000 dólares.
Memoria de núcleos magnéticos
Después de este breve inciso en la actualidad, seguimos avanzando y llegamos a 1951 con el núcleo
magnético, una memoria que se mantuvo en uso predominante desde 1955 hasta 1975, e incluso a principios
de los 2000 podía llegar a verse en algún tipo de dispositivo.
Volvemos a hablar de una memoria de acceso aleatorio (memoria RAM) más que de una unidad de
almacenamiento, pero por su relevancia lo incluimos en esta guía. Además su funcionamiento es bastante
sencillo, y se basa en el uso de distintos toroides magnéticos (como los núcleos de los transformadores), y
el aprovechamiento del concepto de histéresis magnética para que se pueda almacenar un «bit» en cada
toroide.
La histéresis es un fenómeno muy estudiado, y que consiste básicamente en que hay diversos materiales que
«recuerdan» el efecto de aplicarles un campo magnético, precisamente así se pueden imantar y desimantar
algunos materiales. Aquí estaríamos aprovechando eso para el almacenamiento de memoria.
Podemos pensar, por ejemplo, en una memoria de 32 x 32 toroides, lo que serían 1024 bits o 128 bytes de
datos. Evidentemente estamos hablando de una memoria mucho menos capaz que la cinta, pero aquí
contamos con la ventaja del acceso aleatorio.
UNIDADES DE MEDIDAS
ADMINISTRACIÓN DE LA MEMORIA
La parte del sistema operativo que administra la memoria se llama administrador de la memoria. Para ello
existen diferentes esquemas de administración de memoria desde los más simples hasta los más
elaborados entre los cuales se ubican:
• Administración de la memoria sin intercambio o paginación.
Los sistemas de administración de memoria se pueden clasificar en dos tipos. Los que desplazan los
procesos de la memoria principal al disco y viceversa durante la ejecución (intercambio y paginación) y
aquellos que no.
• Monopogramación sin intercambio o paginación.
Es en forma secuencial pues solo se tiene un objeto en memoria en cada instante, el usuario carga toda la
memoria con un programa, esto implica que cada proceso debe contener controladores de dispositivo para
cada uno de los dispositivos E/S que utilice.
• Multiprogramación y uso de la memoria.
La multiprogramación facilita la programación de una aplicación al dividirla en dos o mas procesos. La
mayoría de los procesos tardan cierto tiempo en la espera de datos de dispositivos E/S.
Un modelo para el uso y aprovechamiento de la CPU es el modelo probabilístico dado por la fórmula:
Uso de la CPU = 1 - pn
• Multiprogramación con particiones fijas
El objetivo en todo esto es tener mas de un proceso en memoria a la vez, solución posible sería dividir la
memoria en n partes al inicio de una sesión de uso de la máquina, pero aún así se obtiene el desperdicio de
particiones grandes con una tarea pequeña, la respuesta puede ser tener particiones pequeñas también.
Las tareas que van llegando se forman hasta que una partición adecuada está disponible, en cuyo momento
la tarea se carga en esa partición y se ejecuta hasta terminar.
• Intercambio
En un sistema por lotes la organización de la memoria en particiones fijas es adecuado, pero en un
ambiente multiusuario la situación es distinta con el tiempo compartido, ya que existen más usuarios de
los que puede albergar la memoria, por lo que es conveniente albergar el exceso de los procesos en disco.,
por supuesto para ser ejecutados estos procesos deben ser trasladados a la memoria principal. Al traslado
de procesos de disco a memoria y viceversa se le llama intercambio.
• Multiprogramación con particiones variables.
Mediante un algoritmo de administración de memoria las particiones variables varían de forma dinámica
durante el uso de la máquina, evitando desperdicio de memoria
Otros métodos de administración de memoria que tenemos son:
la administración de memoria con mapa de bits
la memoria se divide en unidades de asignación, a cada asignación le corresponden un bit en el mapa de
bits, un mapa de bits es una forma sencilla para llevar un registro de las palabras de la memoria en una
cantidad fija de memoria.
la administración de memoria con listas ligadas
otra forma de mantener un registro en memoria es mediante una lista ligada donde cada entrada de la lista
específica un hueco o un proceso.
la administración de memoria con el sistema de los asociados
basado en el sistema binario o utiliza para las direcciones.
• Memoria Virtual
El método diseñado por Fotheringham en 1961 se conoce como Memoria Virtual, la idea es que el
tamaño combinado de la pila, programa y datos puede exceder la memoria física disponible para ello. El
S.O. mantiene en memoria aquellas partes del programa que se deben permanecer en memoria y el resto lo
deja en disco, las partes entre el disco y la memoria se intercambian de modo que se vayan necesitando.
• Paginación
El espacio de direcciones de cada proceso se divide en bloques de tamaño uniforme llamados páginas, los
cuales se pueden colocar dentro de cualquier para página marco disponible en memoria. Cuando las tablas
de páginas son muy grandes se puede utilizar un esquema de paginación de varios niveles para que las
páginas se paginen a sí mismas.
Existen distintos niveles de paginación y a su vez distintos modelos de computadoras han trabajado con
ellas.
Paginación de nivel 1: PDP-11
Paginación de 2 niveles: la VAX
Paginación de 3 niveles: la SPARC
Paginación de 4 niveles: la 68030
Memoria asociativa
En los algoritmos de paginación las tablas de páginas se mantienen en la memoria debido a su gran
tamaño, en potencia este diseño tiene un efecto enorme en el rendimiento.
ADMINISTRACION DE DISPOSITIVOS ENTRADA Y SALIDA
Principios Del Hardware De Entrada Y Salida (E/S)
Distintas personas analizan de varias maneras el hardware de Entrada y Salida. Los ingenieros eléctricos lo
hacen en términos de chips, cables, fuentes de poder, etc. Los programadores se fijan en la interfaz que se
presenta al software (los comandos que aceptan el hardware, las funciones que realiza y los errores que
puede informar.
Dispositivos De Entrada Y Salida
Los dispositivos de entrada y salida se pueden dividir de manera general en dos categorías: dispositivos de
bloque y dispositivos de carácter.
Dispositivo de Bloque: Es aquel que almacena la información en bloques de tamaño fijo, cada uno con su
propia dirección. Los tamaños comunes de los bloques van desde 128 bytes hasta 1024 bytes. La propiedad
esencial de un dispositivo de bloque es la posibilidad de leer o escribir en un bloque de forma independiente
de los demás.
Entre los dispositivos de bloque se pueden encontrar:
CD - ROM: Acrónimo de Compact Disc-Read Only Memory. Estándar de almacenamiento de archivos
informáticos en disco compacto. Se caracteriza por ser de sólo lectura.
Disco Duro: Los discos duros proporcionan un acceso más rápido a los datos que los discos flexibles y
pueden almacenar mucha más información. Al ser las láminas rígidas, pueden superponerse unas sobre
otras, de modo que una unidad de disco duro puede tener acceso a más de una de ellas.
Disquete o Disco flexible: La información se almacena en el disquete mediante la cabeza de lectura y
escritura de la unidad de disco, que altera la orientación magnética de las partículas. La orientación en una
dirección representa el valor binario 1, y la orientación en otra el valor binario 0.
Dispositivo de Carácter: Es aquel que envía o recibe un flujo de caracteres, sin sujetarse a una estructura
de bloques. No se pueden utilizar direcciones ni tienen una operación de búsqueda.
Entre los dispositivos de carácter se pueden mencionar:
Mouse: Es el segundo dispositivo de entrada más utilizado. El mouse o ratón es arrastrado a lo largo de una
superficie para maniobrar un apuntador en la pantalla del monitor.
Monitores: El monitor ó pantalla de vídeo, es el dispositivo de salida más común.
Impresoras de Línea: de línea: Tienen la desventaja de estar limitadas a la impresión de caracteres, por lo
que no son apropiadas para aplicaciones donde los gráficos son un ingrediente esencial del producto
acabado.
Tarjetas Perforadas: Las tarjetas perforadas se perfeccionaron con la implantación de más dispositivos con
capacidades más complejas. Dado que cada tarjeta contenía en general un registro (Un nombre, dirección,
etc.) el procesamiento de la tarjeta perforada se conoció también como procesamiento de registro unitario.
Dispositivos De I/O.
A lo largo de la historia de las computadoras se han desarrollado muchos tipos de dispositivos que
podemos reunir en tres grandes grupos: Dispositivos de almacenamiento, Terminales, Comunicaciones.
A su vez los dispositivos se pueden clasificar, atendiendo al tipo de información que manejan y como lo
hacen, los siguientes grupos:
Dirigidos a bloques. -Tratan la información en bloques de tamaño fijo. Su característica principal es que se
puede leer cada bloque como una unidad independiente de las demás (por ejemplo los discos).
Dirigidos al carácter. - Entregan o aceptan cadenas de caracteres sin tener en cuenta ninguna estructura
prefijada. No son direccionables ni pueden realizar operaciones de búsqueda (por ejemplo un terminal).
PRINCIPIOS DE SOFTWARE DE ENTRADA/SALIDA.
Principios de Software de entrada/salida.
La idea básica es organizar el software como una serie de capas donde:
Las capas inferiores se encarguen de ocultar las peculiaridades del hardware a las capas superiores. Las
capas superiores deben presentar una interfaz agradable, limpia y regular a los usuarios.
Objetivos del Software de Entrada/Salida.
Un concepto clave es la independencia del dispositivo:
• Debe ser posible escribir programas que se puedan utilizar con archivos en distintos dispositivos,
sin tener que modificar los programas para cada tipo de dispositivo.
• El problema debe ser resuelto por el S. O.
• El objetivo de lograr nombres uniformes está muy relacionado con el de independencia del
dispositivo.
• Todos los archivos y dispositivos adquieren direcciones de la misma forma, es decir mediante el
nombre de su ruta de acceso.
Otro aspecto importante del software es el manejo de errores de entrada/salida:
• Generalmente los errores deben manejarse lo más cerca posible del hardware.
• Solo si los niveles inferiores no pueden resolver el problema, se informa a los niveles superiores.
• Generalmente la recuperación se puede hacer en un nivel inferior y de forma transparente.
Otro aspecto clave son las transferencias síncronas (por bloques) o asíncronas (controlada por
interruptores):
• La mayoría de la entrada/salida es asíncrona: la cpu inicia la transferencia y realiza otras tareas
hasta una interrupción.
• La programación es más fácil si la entrada/salida es síncrona (por bloques): el programa se
suspende automáticamente hasta que los datos estén disponibles en el buffer.
• La programación es más fácil si la entrada/salida es síncrona (por bloques): el programa se
suspende automáticamente hasta que los datos estén disponibles en el buffer.
• El Sistema Operativo se encarga de hacer que operaciones controladas por interruptores parezcan
del tipo de bloques para el usuario.
• También el Sistema Operativo debe administrar los dispositivos compartidos (ej.: discos) y los de
uso exclusivo (ej.: impresoras).
Generalmente el software de entrada/salida se estructura en capas :
• Manejadores de interrupciones.
• Directivas de dispositivos.
• Software de S. O. independiente de los dispositivos.
• Software a nivel usuario.
Manejadores de interrupciones.
Las interrupciones deben ocultarse de tal forma que una solo una pequeña parte del sistema sepa de
ellas. La mejor manera de esconderlas es que cada proceso que inicie una operación de E/S se bloqueé
hasta que termine dicha operación y ocurra una interrupción. Al ocurrir una interrupción el procedimiento
de interrupción realiza lo debido para eliminar el bloqueo del proceso que inicio la E/S.
Manejadores de Dispositivos.
Todo el código que depende de los dispositivos aparece en los manejadores de dispositivos.
Cada controlador posee uno o más registros de dispositivos:
• Se utilizan para darle los comandos.
• Los manejadores de dispositivos proveen estos comandos y verifican su ejecución adecuada.
La labor de un manejador de dispositivos es la de:
• Aceptar las solicitudes abstractas que le hace el software independiente del dispositivo.
• Verificar la ejecución de dichas solicitudes.
• Si al recibir una solicitud el manejador está ocupado con otra solicitud, agregara la nueva solicitud
a una cola de solicitudes pendientes.
• La solicitud de entrada/salida, por ej. para un disco, se debe traducir de términos abstractos a
términos concretos.
El manejador de disco debe:
• Estimar el lugar donde se encuentra en realidad el bloque solicitado.
• Verificar si el motor de la unidad funciona.
• Verificar si el brazo está colocado en el cilindro adecuado, etc.
• Resumiendo: debe decidir cuáles son las operaciones necesarias del controlador y su orden.
• Envía los comandos al controlador al escribir en los registros de dispositivo del mismo.
• Frecuentemente el manejador del dispositivo se bloquea hasta que el controlador realiza cierto
trabajo; una interrupción lo libera de este bloqueo.
• Al finalizar la operación debe verificar los errores.
• Si todo esta o.k. transferirá los datos al software independiente del dispositivo.
• Regresa información de estado sobre los errores a quien lo llamó.
• Inicia otra solicitud pendiente o queda en espera.
Software de Entrada/Salida Independiente del Dispositivo.
Funciones generalmente realizadas por el software independiente del dispositivo:
• Interfaz uniforme para los manejadores de dispositivos.
• Nombres de los dispositivos.
• Protección del dispositivo.
• Proporcionar un tamaño de bloque independiente del dispositivo.
• Uso de buffers.
• Asignación de espacio en los dispositivos por bloques.
• Asignación y liberación de los dispositivos de uso exclusivo.
• Informe de errores.
Las funciones básicas del software independiente del dispositivo son:
• Efectuar las funciones de e / s comunes a todos los dispositivos.
• Proporcionar una interfaz uniforme del software a nivel usuario.
• El software independiente del dispositivo asocia los nombres simbólicos de los dispositivos con el
nombre adecuado.
Un nombre de dispositivo determina de manera única el nodo-i de un archivo especial:
• Este nodo-i contiene el número principal del dispositivo, que se utiliza para localizar el manejador
apropiado.
• El nodo-i contiene también el número secundario de dispositivo, que se transfiere como parámetro
al manejador para determinar la unidad por leer o escribir.
El software independiente del dispositivo debe:
• Ocultar a los niveles superiores los diferentes tamaños de sector de los distintos discos.
• Proporcionar un tamaño uniforme de los bloques, por ej.: considerar varios sectores físicos como
un solo bloque lógico.
Software de Entrada/Sakida en el Espacio del Usuario.
• La mayoría del software de entrada/salida está dentro del Sistema. Operativo.
• Una pequeña parte consta de bibliotecas ligadas entre sí con los programas del usuario.
• La biblioteca estándar de entrada/salida contiene varios procedimientos relacionados con
entrada/salida y todos se ejecutan como parte de los programas del usuario.
• Otra categoría importante de software de entrada/salida a nivel usuario es el sistema de spooling.
El spooling es una forma de trabajar con los dispositivos de e /s de uso exclusivo en un sistema de
multiprogramación:
• El ejemplo típico lo constituye la impresora de líneas.
• Los procesos de usuario no abren el archivo correspondiente a la impresora.
• Se crea un proceso especial, llamado demonio en algunos sistemas.
• Se crea un directorio de spooling.
Para imprimir un archivo:
• Un proceso genera todo el archivo por imprimir y lo coloca en el directorio de spooling.
• El proceso especial, único con permiso para utilizar el archivo especial de la impresora, debe
imprimir los archivos en el directorio.
• Se evita el posible problema de tener un proceso de usuario que mantenga un recurso tomado
largo tiempo.
• Un esquema similar también es aplicable para la transferencia de archivos entre equipos
conectados:
o Un usuario coloca un archivo en un directorio de spooling de la red.
o Posteriormente, el proceso especial lo toma y transmite. Un ej. son los sistemas de correo
electrónico.

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  • 1. Colegio Nacional E.M.D. NTRA. SRA. “STELLA MARIS” Nombre Alumno/a: Puntos Asignados: 2P Fecha: Puntos Logrados: Profesora: Magdalena Rojas Curso: 2º BTI DISCIPLINA: Hardware CAPACIDAD: Compara los tipos de memoria estableciendo diferencias y semejanzas de acuerdo con la evolución y compatibilidad para tomar decisiones de ampliar la memoria de su computador CONTENIDO: • Secundaria: Unidades de almacenamiento masivo (tipos, tecnología y capacidad) • Tarjetas y cintas perforadas, Tarjetas y Cintas magnéticas, Disquete, Disco Duro, Cd, DVD, disco óptico, tarjeta de memoria, chip, pendrive, Flash, BlueRay. • Unidades de Medida de la Memoria (bit, Byte, Kilobyte, Megabyte, Gigabyte, Terabyte, Petabyte, Hexabyte, Zetabyte, Yotabyte, Brontobyte, etc.) • Administración de la Memoria sin intercambio y con intercambio • Memoria Virtual • Administración del Hardware de Entrada/Salida • Principios del Software de Entrada/Salida INDICADORES DE EJERECICIOS Leo atentamente antes de realizar la tarea L/NL Resumo los contenidos 1P Trabajo sin molestar L/NL Completo en el tiempo establecido 1P TOTAL 2P ACTIVIDADES LEER Y COPIAR EN EL CUADERNO ¿QUÉ ES ALMACENAMIENTO PRIMARIO Y SECUNDARIO? Diversos dispositivos de almacenamiento masivo de datos - Almacenamiento primario: capacidad de ciertos dispositivos, para guardar datos de manera temporal, ya que al ser desconectados del suministro eléctrico, todos los datos almacenados son borrados. En esta clasificación, se encuentran las memorias tipo RAM (SRAM, TSOP, SIMM, DIMM, RIMM, DDR, DDR2, DD3 y DDR4). - Almacenamiento secundario: capacidad de dispositivos para almacenar datos de manera permanente, aún cuando son desconectados del suministro eléctrico. En esta categoría, se encuentran las tarjetas perforadas, discos de vinilo con software, discos duros, unidades SSD, etc. DISPOSITIVOS DE ALMACENAMIENTO EN LA NUBE - Cloud storage: espacio de almacenamiento compartido dentro de servidores Web, a los cuales, se puede acceder desde cualquier ordenador o dispositivo inteligente conectado a Internet, siempre y cuando, cuenten con la aplicación específica (app) y las credenciales de acceso, permitiendo la lectura, escritura y borrado de información, como ejemplos de este servicio se encuentran: Google Drive, Mega, Microsoft OneDrive, etc. ¿QUÉ ES ALMACENAMIENTO HÍBRIDO? Dispositivos que combinan 2 tecnologías, para almacenar datos de manera permanente. - Combinación magnética y electrónica: discos duros SSHD - Combinación óptica y magnética: discos LS120 ¿QUÉ ES ALMACENAMIENTO ELECTRÓNICO? Dispositivos que permiten almacenamiento de datos en celdas de memoria electrónica. -Almacenamiento electrónico temporal: memorias DRAM y memorias SRAM - Almacenamiento electrónico permanente: memorias USB, memorias ROM, memorias digitales, unidades SSD 2.5", unidades SSD M.2 y memorias persistentes.
  • 2. ¿QUÉ ES ALMACENAMIENTO ÓPTICO? - Dispositivos que permiten almacenar datos en superficies plásticas, mediante tecnología láser: familia de discos CD-R, familia de discos DVD-R / HD-DVD y familia de discos Blu-Ray. ¿QUÉ ES ALMACENAMIENTO MAGNÉTICO? - Dispositivos que permiten almacenamiento de datos, por medio de agrupación magnética de partículas ferrosas: cintas de respaldo, familia de disquetes y familia de discos duros ¿QUÉ ES ALMACENAMIENTO MECÁNICO? - Dispositivos que permiten almacenamiento de datos en superficies plásticas, por medio de marcas visibles: tarjetas perforadas y discos de vinilo con software. ¿QUÉ ES ALMACENAMIENTO VIRTUAL? El almacenamiento virtual, consiste en asignar unidades lógicas a estructuras contenedoras de archivos, las cuales, físicamente se encuentran ubicadas en otro equipo de cómputo, o bien, simulan ser un medio físico por medio de software. 1.- Unidad RAM Disk ó disco RAM: segmentos de memoria RAM que mediante software, se configuran para simular unidades de disco, por lo tanto, son sumamente rápidas, sin embargo, al apagar el equipo de cómputo, estas pierden toda la información almacenada. Ejemplos de este tipo de software son 2.- Unidad de red ó unidad mapeada: se trata de carpetas compartidas desde los computadores y sobre todo servidores, a las cuáles, se les asocia de manera permanente una unidad lógica desde los equipos de cómputo ingresados en la red local. Estas unidades, tienen la ventaja de que tal información no se almacena localmente, es decir, no se consume espacio desde la terminal, sin embargo, el acceso a la información depende de que el servidor se encuentre siempre encendido. ¿QUÉ ES ALMACENAMIENTO NAS? - NAS "Network Attached Storage": se trata de dispositivos de almacenamiento en red y basados en discos duros, los cuáles, tienen compartimientos que permiten colocar y extraer discos, así mismo, cuentan con interfaces para red cableada (LAN) y/o para red inalámbrica (WLAN) para compartir datos. Este tipo de dispositivos cuentan con software de interfaz propietaria, la cual, que permite asignar cuotas de espacio y permisos a los usuarios (credenciales/usuario y contraseña), de este modo, se mantiene protegida la información de manera individualizada. Tarjetas perforadas, el primer medio de almacenamiento La primera forma de almacenar información fueron sin duda las tarjetas perforadas. Estas eran básicamente piezas de papel en las que encontrábamos una secuencia de perforaciones en distintas posiciones de la misma. Entonces, la forma de leer la información se basa en la presencia o ausencia de agujeros en las distintas posiciones de la cartulina. Hay que tener en cuenta que ya se usaban en el siglo XIX para controlar los telares, y a mediados del siglo XX se empezaron a usar en ordenadores. Está claro que su funcionamiento es bastante intuitivo pues se puede adecuar a cómo trabaja un ordenador actual, y es que cada una de esas posiciones se entiende como un bit, en el que según haya o no una perforación tendremos el valor 0 o el valor 1. De esta forma se formaban mensajes y conjuntos de datos completos, y se hacían programas enteros.
  • 3. Tambor magnético o memoria de tambor Inventado en 1932 pero con un gran uso en la década de los 50 y los 60, estamos ante el primer tipo de memoria magnética que repasaremos en este artículo sobre las unidades de almacenamiento. Os vamos a hablar mucho de memorias que usan el magnetismo para guardar la información, así que por ahora únicamente nos vamos a centrar en la forma de estos tambores. Básicamente, el tambor tiene diversas pistas situadas alrededor de su circunferencia, tal y como podemos ver en la imagen de arriba, y este gira, de forma que unos cabezales se mueven entre las pistas y localizan la correcta, donde en algún punto el eje rotatorio del tambor llegará a la posición que se quiere leer o escribir. Esto es increíblemente parecido a los discos duros que conocemos ‘de toda la vida’, así que sigue leyendo el artículo porque empezarás a entender mejor este tipo de tecnologías de almacenamiento. Destacar finalmente que la primera memoria de tambor, la inventada en 1932, tenía una capacidad de unos 62.5 KB. Sin embargo, en el primer ordenador donde se implementó (1942) almacenaba 3000 bits, y en el primer ordenador producido en masa (IBM 650) unos 8.5KB.
  • 4. El tubo Williams-Kilburn, la primera RAM Continuamos para hablar de la que fue la primera forma de memoria RAM (de acceso aleatorio), aparecida en 1947. La forma de funcionar de este dispositivo, que al ser volátil quizás no deberíamos llamarlo unidad de almacenamiento, se basaba en los tubos de rayos catódicos que se empleaban para los televisores y pantallas de entonces. ¿Cómo exactamente? Pues muy sencillo: se producía una matriz de puntos en el tubo, como si efectivamente fuese una pantalla, creando una carga de electricidad estática en cada punto. Entonces se podía leer cada una de las localizaciones de esa pantalla, y comprobar si había contacto eléctrico, identificando el valor del bit. Al igual que en los tipos de memoria anteriores, todo se está basando en una matriz de bits física, donde hay unas localizaciones concretas que pueden tener o no una carga eléctrica, interpretando un valor 0 o 1 según cuál sea la lectura. La verdad es que, de una forma u otra y salvando las distancias, es básicamente en lo que se sigue basando la informática con la única diferencia de la miniaturización, sofisticación y maximización de capacidad y rendimiento que vemos en nuestros días. Este tipo de tubos podía llegar a almacenar entre 1KiB y 2.5KiB de datos aproximadamente, y la volatilidad propia de la RAM viene del hecho de que si se le desconecta la alimentación eléctrica al tubo todos los rayos desaparecerán, algo que es más que evidente. Un reto está en el borrado de posiciones concretas, que se conseguía mediante el lanzamiento de otro rayo junto a la posición original. La unidad de cinta magnética La cinta magnética fue inventada en 1928, pero no comenzó a ser utilizada en ordenadores hasta 1951, con el equipo UNIVAC I, el primer ordenador comercial fabricado en Estados Unidos.
  • 5. Este tipo de memoria funciona básicamente gracias a que las cintas de plástico están cubiertas de material magnético en el que, mediante la conversión de energía eléctrica, podemos grabar lo que correspondería a cada bit de datos, y luego leerlo de vuelta. Entre sus ventajas, tenemos su bajo coste, gran capacidad, y el hecho de que podemos almacenar las cintas fácilmente. Su mayor inconveniente está la vulnerabilidad a factores externos como la humedad o el polvo, que requieren tratar bien a las cintas, además de la dificultad de reescritura de los datos. Podemos comparar estas unidades de almacenamiento con los casettes de toda la vida, que también son un tipo de cinta magnética, pero aquí la gran diferencia es que se utilizaban para almacenar señales analógicas, y no digitales, que es lo que buscamos en un ordenador. Las cintas son unidades de almacenamiento que todavía se usan a día de hoy Aunque pueda parecer bastante sorprendente, a día de hoy se sigue utilizando la cinta magnética como unidad de almacenamiento. Podemos encontrarla en algunas aplicaciones de servidores y centros de datos, donde su uso es específicamente para almacenar copias de seguridad. Se le considera un peldaño más bajo en la jerarquía que las unidades de almacenamiento normales como los discos duros. ¿Y por qué se sigue usando una tecnología así en nuestros días? El motivo es básicamente el coste por GB que tienen las cintas. Tomando como ejemplo una noticia del medio TechRadar, podemos conseguir cintas de 9TB de espacio nativo (que llegan a los 22.5TB comprimidas) por menos de 60 dólares, esto es un cuarto del precio de un HDD equivalente y 12 veces menos que un SSD (os hablaremos de estas unidades luego, pero básicamente son las que se usan ahora). Estamos hablando de costes por TB de alrededor de 6 dólares. Además, los rendimientos que se pueden alcanzar superan los 300MB/s, algo que está por delante de un HDD tradicional aunque por detrás de los modernos SSD. Otra ventaja adicional es la gran durabilidad de los datos, pues podremos tenerlos archivados durante 30 años. ¿Cuál es el único problema que conllevan? El precio de los propios dispositivos destinados a la lectura y escritura de información, que pueden llegar a irse por encima de los 2000 dólares. Memoria de núcleos magnéticos
  • 6. Después de este breve inciso en la actualidad, seguimos avanzando y llegamos a 1951 con el núcleo magnético, una memoria que se mantuvo en uso predominante desde 1955 hasta 1975, e incluso a principios de los 2000 podía llegar a verse en algún tipo de dispositivo. Volvemos a hablar de una memoria de acceso aleatorio (memoria RAM) más que de una unidad de almacenamiento, pero por su relevancia lo incluimos en esta guía. Además su funcionamiento es bastante sencillo, y se basa en el uso de distintos toroides magnéticos (como los núcleos de los transformadores), y el aprovechamiento del concepto de histéresis magnética para que se pueda almacenar un «bit» en cada toroide. La histéresis es un fenómeno muy estudiado, y que consiste básicamente en que hay diversos materiales que «recuerdan» el efecto de aplicarles un campo magnético, precisamente así se pueden imantar y desimantar algunos materiales. Aquí estaríamos aprovechando eso para el almacenamiento de memoria. Podemos pensar, por ejemplo, en una memoria de 32 x 32 toroides, lo que serían 1024 bits o 128 bytes de datos. Evidentemente estamos hablando de una memoria mucho menos capaz que la cinta, pero aquí contamos con la ventaja del acceso aleatorio. UNIDADES DE MEDIDAS ADMINISTRACIÓN DE LA MEMORIA La parte del sistema operativo que administra la memoria se llama administrador de la memoria. Para ello existen diferentes esquemas de administración de memoria desde los más simples hasta los más elaborados entre los cuales se ubican: • Administración de la memoria sin intercambio o paginación. Los sistemas de administración de memoria se pueden clasificar en dos tipos. Los que desplazan los procesos de la memoria principal al disco y viceversa durante la ejecución (intercambio y paginación) y aquellos que no. • Monopogramación sin intercambio o paginación. Es en forma secuencial pues solo se tiene un objeto en memoria en cada instante, el usuario carga toda la memoria con un programa, esto implica que cada proceso debe contener controladores de dispositivo para cada uno de los dispositivos E/S que utilice. • Multiprogramación y uso de la memoria. La multiprogramación facilita la programación de una aplicación al dividirla en dos o mas procesos. La mayoría de los procesos tardan cierto tiempo en la espera de datos de dispositivos E/S. Un modelo para el uso y aprovechamiento de la CPU es el modelo probabilístico dado por la fórmula: Uso de la CPU = 1 - pn • Multiprogramación con particiones fijas El objetivo en todo esto es tener mas de un proceso en memoria a la vez, solución posible sería dividir la memoria en n partes al inicio de una sesión de uso de la máquina, pero aún así se obtiene el desperdicio de particiones grandes con una tarea pequeña, la respuesta puede ser tener particiones pequeñas también.
  • 7. Las tareas que van llegando se forman hasta que una partición adecuada está disponible, en cuyo momento la tarea se carga en esa partición y se ejecuta hasta terminar. • Intercambio En un sistema por lotes la organización de la memoria en particiones fijas es adecuado, pero en un ambiente multiusuario la situación es distinta con el tiempo compartido, ya que existen más usuarios de los que puede albergar la memoria, por lo que es conveniente albergar el exceso de los procesos en disco., por supuesto para ser ejecutados estos procesos deben ser trasladados a la memoria principal. Al traslado de procesos de disco a memoria y viceversa se le llama intercambio. • Multiprogramación con particiones variables. Mediante un algoritmo de administración de memoria las particiones variables varían de forma dinámica durante el uso de la máquina, evitando desperdicio de memoria Otros métodos de administración de memoria que tenemos son: la administración de memoria con mapa de bits la memoria se divide en unidades de asignación, a cada asignación le corresponden un bit en el mapa de bits, un mapa de bits es una forma sencilla para llevar un registro de las palabras de la memoria en una cantidad fija de memoria. la administración de memoria con listas ligadas otra forma de mantener un registro en memoria es mediante una lista ligada donde cada entrada de la lista específica un hueco o un proceso. la administración de memoria con el sistema de los asociados basado en el sistema binario o utiliza para las direcciones. • Memoria Virtual El método diseñado por Fotheringham en 1961 se conoce como Memoria Virtual, la idea es que el tamaño combinado de la pila, programa y datos puede exceder la memoria física disponible para ello. El S.O. mantiene en memoria aquellas partes del programa que se deben permanecer en memoria y el resto lo deja en disco, las partes entre el disco y la memoria se intercambian de modo que se vayan necesitando. • Paginación El espacio de direcciones de cada proceso se divide en bloques de tamaño uniforme llamados páginas, los cuales se pueden colocar dentro de cualquier para página marco disponible en memoria. Cuando las tablas de páginas son muy grandes se puede utilizar un esquema de paginación de varios niveles para que las páginas se paginen a sí mismas. Existen distintos niveles de paginación y a su vez distintos modelos de computadoras han trabajado con ellas. Paginación de nivel 1: PDP-11 Paginación de 2 niveles: la VAX Paginación de 3 niveles: la SPARC Paginación de 4 niveles: la 68030 Memoria asociativa En los algoritmos de paginación las tablas de páginas se mantienen en la memoria debido a su gran tamaño, en potencia este diseño tiene un efecto enorme en el rendimiento. ADMINISTRACION DE DISPOSITIVOS ENTRADA Y SALIDA Principios Del Hardware De Entrada Y Salida (E/S) Distintas personas analizan de varias maneras el hardware de Entrada y Salida. Los ingenieros eléctricos lo hacen en términos de chips, cables, fuentes de poder, etc. Los programadores se fijan en la interfaz que se presenta al software (los comandos que aceptan el hardware, las funciones que realiza y los errores que puede informar. Dispositivos De Entrada Y Salida Los dispositivos de entrada y salida se pueden dividir de manera general en dos categorías: dispositivos de bloque y dispositivos de carácter. Dispositivo de Bloque: Es aquel que almacena la información en bloques de tamaño fijo, cada uno con su propia dirección. Los tamaños comunes de los bloques van desde 128 bytes hasta 1024 bytes. La propiedad esencial de un dispositivo de bloque es la posibilidad de leer o escribir en un bloque de forma independiente de los demás. Entre los dispositivos de bloque se pueden encontrar: CD - ROM: Acrónimo de Compact Disc-Read Only Memory. Estándar de almacenamiento de archivos informáticos en disco compacto. Se caracteriza por ser de sólo lectura. Disco Duro: Los discos duros proporcionan un acceso más rápido a los datos que los discos flexibles y pueden almacenar mucha más información. Al ser las láminas rígidas, pueden superponerse unas sobre otras, de modo que una unidad de disco duro puede tener acceso a más de una de ellas. Disquete o Disco flexible: La información se almacena en el disquete mediante la cabeza de lectura y escritura de la unidad de disco, que altera la orientación magnética de las partículas. La orientación en una dirección representa el valor binario 1, y la orientación en otra el valor binario 0.
  • 8. Dispositivo de Carácter: Es aquel que envía o recibe un flujo de caracteres, sin sujetarse a una estructura de bloques. No se pueden utilizar direcciones ni tienen una operación de búsqueda. Entre los dispositivos de carácter se pueden mencionar: Mouse: Es el segundo dispositivo de entrada más utilizado. El mouse o ratón es arrastrado a lo largo de una superficie para maniobrar un apuntador en la pantalla del monitor. Monitores: El monitor ó pantalla de vídeo, es el dispositivo de salida más común. Impresoras de Línea: de línea: Tienen la desventaja de estar limitadas a la impresión de caracteres, por lo que no son apropiadas para aplicaciones donde los gráficos son un ingrediente esencial del producto acabado. Tarjetas Perforadas: Las tarjetas perforadas se perfeccionaron con la implantación de más dispositivos con capacidades más complejas. Dado que cada tarjeta contenía en general un registro (Un nombre, dirección, etc.) el procesamiento de la tarjeta perforada se conoció también como procesamiento de registro unitario. Dispositivos De I/O. A lo largo de la historia de las computadoras se han desarrollado muchos tipos de dispositivos que podemos reunir en tres grandes grupos: Dispositivos de almacenamiento, Terminales, Comunicaciones. A su vez los dispositivos se pueden clasificar, atendiendo al tipo de información que manejan y como lo hacen, los siguientes grupos: Dirigidos a bloques. -Tratan la información en bloques de tamaño fijo. Su característica principal es que se puede leer cada bloque como una unidad independiente de las demás (por ejemplo los discos). Dirigidos al carácter. - Entregan o aceptan cadenas de caracteres sin tener en cuenta ninguna estructura prefijada. No son direccionables ni pueden realizar operaciones de búsqueda (por ejemplo un terminal). PRINCIPIOS DE SOFTWARE DE ENTRADA/SALIDA. Principios de Software de entrada/salida. La idea básica es organizar el software como una serie de capas donde: Las capas inferiores se encarguen de ocultar las peculiaridades del hardware a las capas superiores. Las capas superiores deben presentar una interfaz agradable, limpia y regular a los usuarios. Objetivos del Software de Entrada/Salida. Un concepto clave es la independencia del dispositivo: • Debe ser posible escribir programas que se puedan utilizar con archivos en distintos dispositivos, sin tener que modificar los programas para cada tipo de dispositivo. • El problema debe ser resuelto por el S. O. • El objetivo de lograr nombres uniformes está muy relacionado con el de independencia del dispositivo. • Todos los archivos y dispositivos adquieren direcciones de la misma forma, es decir mediante el nombre de su ruta de acceso. Otro aspecto importante del software es el manejo de errores de entrada/salida: • Generalmente los errores deben manejarse lo más cerca posible del hardware. • Solo si los niveles inferiores no pueden resolver el problema, se informa a los niveles superiores. • Generalmente la recuperación se puede hacer en un nivel inferior y de forma transparente. Otro aspecto clave son las transferencias síncronas (por bloques) o asíncronas (controlada por interruptores): • La mayoría de la entrada/salida es asíncrona: la cpu inicia la transferencia y realiza otras tareas hasta una interrupción. • La programación es más fácil si la entrada/salida es síncrona (por bloques): el programa se suspende automáticamente hasta que los datos estén disponibles en el buffer. • La programación es más fácil si la entrada/salida es síncrona (por bloques): el programa se suspende automáticamente hasta que los datos estén disponibles en el buffer.
  • 9. • El Sistema Operativo se encarga de hacer que operaciones controladas por interruptores parezcan del tipo de bloques para el usuario. • También el Sistema Operativo debe administrar los dispositivos compartidos (ej.: discos) y los de uso exclusivo (ej.: impresoras). Generalmente el software de entrada/salida se estructura en capas : • Manejadores de interrupciones. • Directivas de dispositivos. • Software de S. O. independiente de los dispositivos. • Software a nivel usuario. Manejadores de interrupciones. Las interrupciones deben ocultarse de tal forma que una solo una pequeña parte del sistema sepa de ellas. La mejor manera de esconderlas es que cada proceso que inicie una operación de E/S se bloqueé hasta que termine dicha operación y ocurra una interrupción. Al ocurrir una interrupción el procedimiento de interrupción realiza lo debido para eliminar el bloqueo del proceso que inicio la E/S. Manejadores de Dispositivos. Todo el código que depende de los dispositivos aparece en los manejadores de dispositivos. Cada controlador posee uno o más registros de dispositivos: • Se utilizan para darle los comandos. • Los manejadores de dispositivos proveen estos comandos y verifican su ejecución adecuada. La labor de un manejador de dispositivos es la de: • Aceptar las solicitudes abstractas que le hace el software independiente del dispositivo. • Verificar la ejecución de dichas solicitudes. • Si al recibir una solicitud el manejador está ocupado con otra solicitud, agregara la nueva solicitud a una cola de solicitudes pendientes. • La solicitud de entrada/salida, por ej. para un disco, se debe traducir de términos abstractos a términos concretos. El manejador de disco debe: • Estimar el lugar donde se encuentra en realidad el bloque solicitado. • Verificar si el motor de la unidad funciona. • Verificar si el brazo está colocado en el cilindro adecuado, etc. • Resumiendo: debe decidir cuáles son las operaciones necesarias del controlador y su orden. • Envía los comandos al controlador al escribir en los registros de dispositivo del mismo. • Frecuentemente el manejador del dispositivo se bloquea hasta que el controlador realiza cierto trabajo; una interrupción lo libera de este bloqueo. • Al finalizar la operación debe verificar los errores. • Si todo esta o.k. transferirá los datos al software independiente del dispositivo. • Regresa información de estado sobre los errores a quien lo llamó. • Inicia otra solicitud pendiente o queda en espera. Software de Entrada/Salida Independiente del Dispositivo. Funciones generalmente realizadas por el software independiente del dispositivo:
  • 10. • Interfaz uniforme para los manejadores de dispositivos. • Nombres de los dispositivos. • Protección del dispositivo. • Proporcionar un tamaño de bloque independiente del dispositivo. • Uso de buffers. • Asignación de espacio en los dispositivos por bloques. • Asignación y liberación de los dispositivos de uso exclusivo. • Informe de errores. Las funciones básicas del software independiente del dispositivo son: • Efectuar las funciones de e / s comunes a todos los dispositivos. • Proporcionar una interfaz uniforme del software a nivel usuario. • El software independiente del dispositivo asocia los nombres simbólicos de los dispositivos con el nombre adecuado. Un nombre de dispositivo determina de manera única el nodo-i de un archivo especial: • Este nodo-i contiene el número principal del dispositivo, que se utiliza para localizar el manejador apropiado. • El nodo-i contiene también el número secundario de dispositivo, que se transfiere como parámetro al manejador para determinar la unidad por leer o escribir. El software independiente del dispositivo debe: • Ocultar a los niveles superiores los diferentes tamaños de sector de los distintos discos. • Proporcionar un tamaño uniforme de los bloques, por ej.: considerar varios sectores físicos como un solo bloque lógico. Software de Entrada/Sakida en el Espacio del Usuario. • La mayoría del software de entrada/salida está dentro del Sistema. Operativo. • Una pequeña parte consta de bibliotecas ligadas entre sí con los programas del usuario. • La biblioteca estándar de entrada/salida contiene varios procedimientos relacionados con entrada/salida y todos se ejecutan como parte de los programas del usuario. • Otra categoría importante de software de entrada/salida a nivel usuario es el sistema de spooling. El spooling es una forma de trabajar con los dispositivos de e /s de uso exclusivo en un sistema de multiprogramación: • El ejemplo típico lo constituye la impresora de líneas. • Los procesos de usuario no abren el archivo correspondiente a la impresora. • Se crea un proceso especial, llamado demonio en algunos sistemas. • Se crea un directorio de spooling. Para imprimir un archivo: • Un proceso genera todo el archivo por imprimir y lo coloca en el directorio de spooling. • El proceso especial, único con permiso para utilizar el archivo especial de la impresora, debe imprimir los archivos en el directorio. • Se evita el posible problema de tener un proceso de usuario que mantenga un recurso tomado largo tiempo. • Un esquema similar también es aplicable para la transferencia de archivos entre equipos conectados: o Un usuario coloca un archivo en un directorio de spooling de la red. o Posteriormente, el proceso especial lo toma y transmite. Un ej. son los sistemas de correo electrónico.