R

4.1.- Dispositivos y Manejadores de Dispositivos (Device Drivers).
Todos los dispositivos de E/S se pueden agrupar en tres grandes grupos:
Dispositivos de interfaz de usuario. Se llama así a los dispositivos que permiten
la comunicación entre los usuarios y la computadora. Dentro de este grupo se
incluyen todos los dispositivos que sirven para proporcionar interfaz con el
usuario, tanto para entrada (ratón, teclado, etc.) como para salida (impresoras,
pantalla, etc.). Existen periféricos menos habituales, pero más sofisticados,
tales como un escáner, lectores de huella digital, lectores de cinta magnética,
instrumentos musicales digitales (MIDI), etc.
Dispositivos de almacenamiento. Se usan para proporcionar almacenamiento
no volátil de datos y memoria. Su función primordial es abastecer de datos y
almacenamiento a los programas que se ejecutan en la UCP. Según su
capacidad y la inmediatez con que se puede acceder a los datos almacenados
en estos dispositivos, se pueden dividir en almacenamiento secundario (discos
y disquetes) y terciario (cintas).
Dispositivos de comunicaciones. Permiten conectar a la computadora con otras
computadoras a través de una red. Los dos tipos de dispositivos más
importantes de esta clase son los módem, para comunicación vía red
telefónica, y las tarjetas de interfaz a la red, para conectar la computadora a
una red de área local.
El sistema de E/S es la parte del sistema operativo que se ocupa de facilitar el
manejo de los dispositivos de E/S ofreciendo una visión lógica simplificada de los
mismos que pueda ser usada por otros componentes del sistema operativo (como
el sistema de archivos) o incluso por el usuario. Mediante esta visión lógica se
ofrece a los usuarios un mecanismo de abstracción que oculta todos los detalles
relacionados con los dispositivos físicos, así como del funcionamiento real de los
mismos. El sistema operativo debe controlar el funcionamiento de todos los
dispositivos de E/S para alcanzar los siguientes objetivos:
Facilitar el manejo de los dispositivos de E/S. Para ello debe ofrecer una
interfaz entre los dispositivos y el resto del sistema que sea sencilla y fácil
de utilizar.
Optimizar la E/S del sistema, proporcionando mecanismos de incremento
de prestaciones donde sea necesario.
Proporcionar dispositivos virtuales que permitan conectar cualquier tipo de
dispositivo físico sin que sea necesario remodelar el sistema de E/S del
sistema operativo.

Permitir la conexión de dispositivos nuevos de E/S, solventando de forma
automática su instalación usando mecanismos del tipo plug&play.
Conexión de un dispositivo de E/S a una computadora En la siguiente figura
se muestra el esquema general de conexión de periféricos a una
computadora. En el modelo de un periférico se distinguen dos elementos:
o Periféricos o dispositivos de E/S. Elementos que se conectan a la
unidad central de proceso a través de las unidades de
entrada/salida. Son el componente mecánico que se conecta a la
computadora.
o Controladores de dispositivos o unidades de E/S. Se encargan de
hacer la transferencia de información entre la memoria principal y los
periféricos. Son el componente electrónico a través del cual se
conecta el dispositivo de E/S. Tienen una conexión al bus de la
computadora y otra para el dispositivo (generalmente mediante
cables internos o externos).
Para empezar una operación de E/S, la UCP tiene que escribir sobre los registros
anteriores los datos de la operación a través de una dirección de E/S o de
memoria asignada únicamente al controlador. Según se haga de una u otra forma,
se distingue entre dispositivos conectados por puertos o proyectados en memoria.
El modelo de dispositivos por puertos es clásico en las arquitecturas de Intel. En
ellas, cuando se instala un dispositivo, a su controlador se le asigna un puerto de
E/S, una interrupción hardware y un vector de interrupción. Para efectuar una
operación de
E/S la UCP ejecuta operaciones por o portout con la dirección de puerto del
dispositivo y con parámetros para indicar qué registro se quiere manipular. Todas
las operaciones de entrada/salida (pantalla gráfica, impresoras, ratón, discos, etc.)
se realizan usando esas dos instrucciones de lenguaje máquina con los
parámetros adecuados. El problema de este tipo de direccionamiento es que exige
conocer las direcciones de E/S y programar las instrucciones especiales de E/S, lo
que es significativamente distinto del modelo de memoria de la computadora. El
otro modelo de direccionamiento de E/S es el modelo proyectado en memoria.
Este modelo, típico de las arquitecturas de Motorola, asigna a cada dispositivo de
E/S un rango de direcciones de memoria a través de las cuales se escribe sobre
los registros del controlador. En este modelo no hay instrucciones específicas de
E/S, sino que las operaciones se llevan a cabo mediante instrucciones máquina de
manejo de memoria, lo que permite gestionar un mapa único de direcciones de
memoria. Sin embargo, para no tener conflictos con otros accesos a memoria y
para optimizar las operaciones, se reserva una zona de memoria física para
asignar las direcciones de E/S.

4.2. MECANISMOS Y FUNCIONES
DISPOSITIVOS: DEVICE DRIVERS.

DE

LOS

MANEJADORES

DE

El controlador es el componente más importante desde el punto de vista del
sistema operativo, ya que constituye la interfaz del dispositivo con el bus de la
computadora y es el componente que se ve desde la UCP. El S. O. generalmente
trabaja con el controlador y no con el dispositivo. Los modelos más frecuentes de
comunicación entre la CPU y los controladores son:
 Para la mayoría de las micro y mini computadoras: Modelo de bus
del sistema.
 Para la mayoría de los mainframes: Modelo de varios buses y
computadoras especializadas en e/s llamadas canales de e/s.
La interfaz entre el controlador y el dispositivo es con frecuencia de muy bajo nivel:
 La comunicación es mediante un flujo de bits en serie que: Comienza
con un preámbulo. Sigue con una serie de bits (de un sector de
disco, por ej.). Concluye con una suma para verificación o un código
corrector de errores.
 El preámbulo: Se escribe al dar formato al disco. Contiene el número
de cilindro y sector, el tamaño de sector y otros datos similares.
El controlador debe:
 Convertir el flujo de bits en serie en un bloque de bytes.
 Efectuar cualquier corrección de errores necesaria.
 Copiar el bloque en la memoria principal.
Cada controlador posee registros que utiliza para comunicarse con la CPU:
 Pueden ser parte del espacio normal de direcciones de la memoria:
e/s mapeada a memoria.
 Pueden utilizar un espacio de direcciones especial para la e/s,
asignando a cada controlador una parte de él. El S. O. realiza la e/s
al escribir comandos en los registros de los controladores; los
parámetros de los comandos también se cargan en los registros de
los controladores. Al aceptar el comando, la CPU puede dejar al
controlador y dedicarse a otro trabajo.
Al terminar el comando, el controlador provoca una interrupción para permitir que
el S.O.:
 Obtenga el control de la CPU.



Verifique los resultados de la operación. La CPU obtiene los
resultados y el estado del dispositivo al leer uno o más bytes de
información de los registros del controlador.

Su programación se lleva a cabo mediante una interfaz de muy bajo nivel que
proporciona acceso a una serie de registros del controlador, incluidos en el mapa
de E/S de la computadora, que se pueden acceder mediante instrucciones de
máquina de E/S. Hay tres registros importantes en casi todos los controladores:
registro de datos, estado y control. El registro de datos sirve para el intercambio de
datos. En él irá el controlador cargando los datos leídos y de él irá extrayendo los
datos para su escritura en el periférico. Un bit del registro de estado sirve para
indicar que el controlador puede transferir una palabra. En las operaciones de
lectura esto significa que ha cargado en el registro de datos un nuevo valor,
mientras que en las de escritura significa que necesita un nuevo dato. Otros bits
de este registro sirven para que el controlador indique los problemas que ha
encontrado en la ejecución de la última operación de E/S. El registro de control
sirve para indicarle al controlador las operaciones que ha de realizar. Los distintos
bits de este registro indican distintas acciones que ha de realizar el periférico. Para
empezar una operación de E/S, la UCP tiene que escribir sobre los registros
anteriores los datos de la operación a través de una dirección de E/S o de
memoria asignada únicamente al controlador. Este modelo vale tanto para los
terminales o la pantalla como para los discos. Las características del controlador
son muy importantes, ya que definen el aspecto del periférico para el sistema
operativo. Atendiendo a las características del hardware de los dispositivos, se
pueden observar los siguientes aspectos distintivos:
• Dirección de E/S. En general hay dos modelos de direccionamiento de E/S, los
que usan puertos y los que proyectan los registros en memoria.
• Unidad de transferencia. Los dispositivos suelen usar unidades de transferencia
de tamaño fijo. Hay dos modelos clásicos de dispositivos: de caracteres y de
bloques.
• Interacción computadora-controlador. La computadora tiene que interaccionar
con la computadora para realizar las operaciones de E/S y saber cuándo terminan.

4.3

Estructura

de

datos

para

manejo

de

dispositivos

¿Qué es una estructura?

Los sistemas operativos actuales son grandes y complejos, estos deben poseer
una ingeniería correcta para su fácil actualización y para que puedan cumplir su
función correctamente. La estructura es generalmente modular, cada modulo
cumple una función determinada e interactúa con los demás módulos.
Estructura simple

El sistema MS-DOS es, sin duda, el mejor sistema operativo para
microcomputadoras. Sin embargo, sus interfaces y niveles de funcionalidad no
están bien definidos. Los programas de aplicación pueden acceder a operaciones
básicas de entrada / salida para escribir directamente en pantalla o discos. Este
libre acceso, hace que el sistema sea vulnerable, ya que un programa de
aplicación puede eliminar por completo un disco rígido por alguna falla. Además
este sistema, también esta limitado al hardware sobre el que corre.
Otra estructura simple es la utilizada por la versión original de UNIX, esta consiste
de dos partes separadas, el kernel y los programas de sistemas . El kernel fue
posteriormente separado en manejadores (drivers) de dispositivos y una serie de
interfaces. El kernel provee el sistema de archivos, la programación de CPU, el
administrador de memoria y otras funciones del sistema operativo que responden
a las llamadas del sistema enunciadas anteriormente.
Estructura por capas (layers)

Las nuevas versiones de UNIX se diseñaron para hardware mas avanzado. Para
dar mayor soporte al hardware, los sistemas operativos se dividieron en pequeñas
partes. Ahora los sistemas operativos tienen mayor control sobre el hardware y las
aplicaciones que se ejecutan sobre este.
La modularizacion de un sistema se puede presentar de varias formas, la mas
utilizada es la de capas, la cual consiste en dividir al sistema operativo en un
numero de capas. La capa de menor nivel es el hardware y la de mayor nivel es la
interfaz con el usuario.
La principal ventaja es que cada capa cumple con una serie de funciones y
servicios que brinda a las otras capas, esto permite una mejor organización del
sistema operativo y una depuración mas fácil de este.
Cada capa se implementa solo utilizando las operaciones provistas por la capa de
nivel inferior. Una capa no necesita saber como se implementan estas funciones,
solo necesita saber que operaciones puede realizar.

4.4 Operaciones de Entrada /salida.

Tanto en la E/S programada como la basada en interrupciones, la UCP debe
encargarse de la transferencia de datos una vez que sabe que hay datos
disponibles en el controlador. Una mejora importante para incrementar la
concurrencia entre la UCP y la E/S consiste en que el controlador del dispositivo
se pueda encargar de efectuar la transferencia de datos, liberando de este trabajo
a la UCP, e interrumpir a la UCP sólo cuando haya terminado la operación
completa de EIS. Esta técnica se denomina acceso directo a memoria (DMA,
Direct Memory Access).
Cuando se utiliza acceso directo a memoria, es el controlador el que se encarga
directamente de transferir los datos entre el periférico y la memoria principal, sin
requerir intervención alguna por parte del procesador. Esta técnica funciona de la
siguiente manera: cuando el procesador desea que se imprima un bloque de
datos, envía una orden al controlador indicándole la siguiente información:
Tipo de operación: lectura o escritura.
Periférico involucrado en la operación.
La dirección de memoria desde la que se va a leer o a la que va a escribir
directamente con el controlador de dispositivo (dirección).
El número de bytes a transferir (contador).
Donde el campo Operación corresponde al código de operación de las
instrucciones máquina normal. Especifica la operación que debe realizar la CCW.
La unidad de control decodifica este campo y envía las señales adecuadas de
control al dispositivo. Existen varias operaciones, las más importantes son las
siguientes:
Lectura: el canal transfiere a memoria principal un bloque de palabras de tamaño
especificado en el campo nº de palabras, en orden ascendente de direcciones,
empezando en la dirección especificada en el campo dirección del dato.
Escritura: el canal transfiere datos de memoria principal al dispositivo. Las
palabras se transfieren en el mismo orden que en la operación de lectura.
Control: se utiliza esta orden para enviar instrucciones específicas al dispositivo de
E/S, como rebobinar una cinta magnética, etc.

Bifurcación: cumple en el programa de canal la misma función que una instrucción
de salto en un programa normal. El canal ejecuta las CCW en secuencia, salvo
cuando aparece una CCW de este tipo, que utiliza el campo dirección del dato
como la dirección de la siguiente CCW a ejecutar.
Los pasos a seguir en una operación de E/S con DMA son los siguientes:

1. Programación de la operación de E/S. Se indica al controlador la
operación, los datos a transferir y la dirección de memoria sobre la que se
efectuará la operación.
2. El controlador contesta aceptando la petición de E/S.
3. El controlador le ordena al dispositivo que lea (para operación de lectura)
una cierta cantidad de datos desde una posición determinada del dispositivo
a su memoria interna. 7.3.
4. Cuando los datos están listos, el controlador los copia a la posición de
memoria que tiene en sus registros, incrementa dicha posición de memoria
y decrementa el contador de datospendientes de transferir.
5. Los pasos 3 y 4 se repiten hasta que no quedan más datos por leer.
6. Cuando el registro de contador está a cero, el controlador interrumpe a la
UCP para in dicar que la operación de DMA ha terminado.
Inicio y control de los programas de canal
Hemos visto como se utilizan los programas de canal para realizar operaciones de
E/S. Estos programas residen en la memoria principal del computador y se
ejecutan en el canal. Vamos a examinar ahora la forma en que la CPU inicia y
supervisa las operaciones de E/S, es decir, el programa de canal. En el IBM S/370
existen cuatro instrucciones máquina que la CPU puede utilizar para estos fines.
Son las siguientes:
START I/O Inicia una operación de E/S. El campo de dirección de la
instrucción se emplea para especificar el canal y el dispositivo de E/S que
participa en la operación.
HALT I/O Finaliza la operación del canal.
TEST CHANNEL Prueba el estado del canal.
TEST I/O Prueba el estado del canal, el subcanal y el dispositivo de E/S.
Una operación de E/S se inicia con la instrucción START I/O. La ubicación del
programa de canal en la memoria principal viene definida en la palabra de
dirección de canal (CAW: Channel Address word), que siempre está almacenada
en la posición 72 de la memoria principal.

6.1 CONSEJOS Y EVOLUCIÓN DE LA CALIDAD
La calidad es herramienta básica para una propiedad inherente de cualquier cosa que
permite que esta sea comparada con cualquier otra de su misma especie. La palabra
calidad tiene múltiples significados. De forma básica, se refiere al conjunto de
propiedades inherentes a un objeto que le confieren capacidad para satisfacer
necesidades implícitas o explícitas. Por otro lado, la calidad de un producto o servicio es
la percepción que el cliente tiene del mismo, es una fijación mental del consumidor que
asume conformidad con dicho producto o servicio y la capacidad del mismo para
satisfacer sus necesidades. Por tanto, debe definirse en el contexto que se esté
considerando, por ejemplo, la calidad del servicio postal, del servicio dental, del producto,
de vida, etc.

La calidad no es otra cosa más que 24 “Una serie de cuestionamiento hacia una mejora
continua”.
La calidad es: “La adecuación para el uso satisfaciendo las necesidades del cliente”.
Calidad: “Desarrollar, diseñar, manufacturar y mantener un producto de calidad que sea el
más económico, el útil y siempre satisfactorio para el consumidor”.
“La calidad, no como un concepto aislado, ni que se logra de un día para otro, descansa
en fuertes valores que se presentan en el medio ambiente, así como en otros que se
adquieren con esfuerzos y disciplina”.

Factores relacionados con la calidad
Para conseguir una buena calidad en el producto o servicio hay que tener en cuenta tres
aspectos importantes (dimensiones básicas de la calidad):
Dimensión técnica: engloba los aspectos científicos y tecnológicos que afectan al
producto o servicio.
Dimensión humana: cuida las buenas relaciones entre clientes y empresas.
Dimensión económica: intenta minimizar costes tanto para el cliente como para la
empresa.

Otros factores relacionados con la calidad son:
Cantidad justa y deseada de producto que hay que fabricar y que se ofrece.
Rapidez de distribución de productos o de atención al cliente.
Precio exacto (según la oferta y la demanda del producto).

Parámetros de la calidad
Calidad de diseño: es el grado en el que un producto o servicio se ve reflejado en su
diseño.

Calidad de conformidad: Es el grado de fidelidad con el que es reproducido un
producto o
servicio respecto a su diseño.
Calidad de uso: el producto ha de ser fácil de usar, seguro, fiable, etc.
El cliente es el nuevo objetivo: las nuevas teorías sitúan al cliente como parte activa
de la calificación de la calidad de un producto, intentando crear un estándar en base al
punto subjetivo de un cliente.
La calidad de un producto no se va a determinar solamente por parámetros
puramente objetivos sino incluyendo las opiniones de un cliente que usa determinado
producto o servicio.
Objetivos de la Normalización
Persigue conseguir los siguientes objetivos:
Reducir y unificar los productos, procesos y datos.
Mejorar los aspectos de seguridad.
Proteger los intereses de los consumidores y generales de la sociedad.
Abaratar costos generales.
Campos aplicables de normalización
Materiales.
Productos.
Máquinas.
Gestión Medioambiental.
Gestión de riesgos en el trabajo.
Datos.
Actividades de ensayo y calibración.
Prestación de un Servicio.
Procesos en general.
Aseguramiento de la calidad
El aseguramiento de la calidad, se puede definir como el esfuerzo total para plantear,
organizar, dirigir y controlar la calidad en un sistema de producción con el objetivo de dar
al cliente productos con la calidad adecuada. Es simplemente asegurar que la calidad sea
lo que debe ser.
En las industrias manufactureras se crearon y refinaron métodos modernos de
aseguramiento de la calidad. La introducción y adopción de programas de aseguramiento

de la calidad en servicios, ha quedado a la zaga de la manufactura, quizá tanto como una
década.
Los administradores de organizaciones de servicio por costumbre han supuesto que su
servicio es aceptable cuando los clientes no se quejan con frecuencia. Sólo en últimas
fechas se han dado cuenta que se puede administrar la calidad del servicio como arma
competitiva.
Aseguramiento de la calidad en manufactura: Garantizar la calidad de manufactura está
en el corazón del proceso de la administración de la calidad. Es en este punto, donde se
produce un bien o servicio, donde se "ínter construye" o incorpora la calidad.
La administración o Serénela general, en las que están los grupos de finanzas y ventas,
tiene la responsabilidad general de planear y ejecutar el programa de aseguramiento de la
calidad.

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