Sistemas Operativos I

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sisOpe Temario Curso 15/16

• Horas
• INTRODUCCIÓN 6
• PROCESOS Y THREADS 12
• GESTIÓN DE MEMORIA 10
• ENTRADA/SALIDA 1
• SISTEMA DE FICHEROS 5

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Tema 4. Entrada / Salida

• PRINCIPIOS HARDWARE
• Dispositivos y Controladores
• E/S mapeada
• DMA
• PRINCIPIOS SOFTWARE (Objetivos)
• NIVELES SOFTWARE
• Manejadores de interrupción
• Drivers de dispositivos
• Independencia del dispositivo
• Sw de E/S en el espacio de usuario
• DISCOS
• Hardware (discos magnéticos)
• Formateo
• Planificación del brazo

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Principios Hardware (Dispositivos Controladores
)
S.O gt Simplicidad Eficiencia
?
4
Principios Hardware (Dispositivos)
PCI-e 4.0 ? 2GB/s
5
Principios Hardware (Controladores)
0 1 0 0 0 1 1 1 0 1 . . . .
?
6
Principios Sotware (Objetivos)

• Independencia del dispositivo sort lt entrada
  gt salida

• Uniformidad de nombres /dev/lp
• /usr/alumnos/zz9999
• /usr/profesores/pcarazo

mount?

• Gestión de errores Cuanto más local mejor

• Tipo de transferencia Síncrona vs asíncrona

• Almacenaje intermedio Amortiguar velocidades,
  ...

• Compartido vs exclusivo Ficheros en disco vs
• listados por impresora

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Niveles Software
8
Niveles Software (Gestores de interrupciones)
?
?
wait (sDisco) más acciones
Tratar la interrupción
Salvar registros Ejecutar rutina
específica Contexto rutina int Planificar
proceso Pila rutina int Recuperar estado
proceso Ack al controlador int rte Registros
salvados a descriptor
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Niveles Software (Drivers de dispositivos)
Extraigo dispositivo?
?
DImpLaser
?
Motor encendido?
?

• Posición actual?

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Niveles Software (Sw independiente del
dispositivo)

• Interfaz uniforme para los drivers
• Almacenamiento (buffers)
• Gestión de errores
• Pedir Liberar dispositivos dedicados
• Tamaño de bloque independiente
• del dispositivo

df open (/dev/fd0, )
?
Nombrado de dispositivos de E/S
11
Sw independiente Almacenamiento (buffers)
12
Sw independiente Almacenamiento (buffers)
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Sw independiente (Gestión errores y dispositivos
dedicados)

• Errores
• Parámetros gt Operación inocua e informar del
  error
• Físicos gt Resolución local o pasar la pelota o
  crash

• Dispositivos dedicados
• Open gt Como entrar en región crítica
• Close gt Como salir de región crítica

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Sw independiente (Tamaño de bloque independiente)
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Niveles Software (Sw E/S en el espacio de usuario)
Llamadas al sistema ? rutinas de biblioteca
count write (fd, buffer, nbytes) Rutinas tipo
printf (formateo y pasar parámetros) Sistema de
spooling impresora demonio y directorio de
spooling red demonio y directorio de spooling
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DISCOS (Hardware de los discos magnéticos SSD ?)
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DISCOS (Hardware de los discos magnéticos - I)
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DISCOS (Hardware de los discos magnéticos - II)

• Posibilidad de posicionamiento simultáneo en
  varias unidades
• (búsquedas solapadas).
• Posibilidad de posicionamiento y r/w simultáneos
  en dos unidades.
• NO transferencias simultáneas.

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DISCOS (Hardware de los discos magnéticos - II)
20
DISCOS (Hardware de los discos magnéticos - III)
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DISCOS (Formateo a bajo nivel Sector de disco)
Sectores defectuosos de fábrica ?
Cómo ubicar los sectores en la superficie del
disco ?
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DISCOS (Formateo a bajo nivel cylinder skew)
23
DISCOS (Formateo a bajo nivel Entrelazado de
sectores)

• Mientras se transfiere a memoria, el disco
  sigue girando y .

Controlador con un único buffer (sector) !
Habitual buffer en controlador para toda una
pista !
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DISCOS (Establecer particiones)
Formateo a alto nivel?
Código de arranque
Partición activa?
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DISCOS (Planificación del brazo FCFS)

• Ejemplo Posición actual cilindro 11
• Llegan peticiones 1, 36, 16, 34, 9 ,12

X
X
X
10
En total se atraviesan 111 cilindros !
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DISCOS (Planificación del brazo SSF Shortest
Seek First)
En total se atraviesan 61 cilindros !
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DISCOS (Planificación del brazo Ascensor )

• Idea de sentido (Sube Baja)

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DISCOS (Planificación del brazo Ascensor
mejorado CSCAN )
29
DISCOS (Planificación del brazo Otras
optimizaciones )

• OTRAS OPTIMIZACIONES
• Peticiones sobre el mismo cilindro ? sector
  más cercano
• Caché en el controlador
• Si N unidades de disco
• Ordenar posicionamiento en N-1
• Realizar transferencia actual

(Leer la sección 5.4.4. La sección 5.4.5 no entra
para el examen.)