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DISPOSITIVOS DE ENTRADA SALIDA

Tipos de Dispositivos.

Legibles por las personas. Usados para comunicarse con el usuario

Impresoras. Monitores. Teclado. Mouse.

Legibles por la computadora.

Usados ara comunicarse con el e ui o electrnico.

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Disco Duro. Unidad de cintas Sensores y Controladores

Comunicaciones

Usados para comunicarse con dispositivos remotos.

Drivers de lneas digitales, modems

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ORGANIZACIN DE LAS FUNCIONES DE ENTRADA SALIDA.

Evolucin de las Funciones de E/S.

Antes el procesador directamente controlaba los perifricos. Luego se agrego un controlador o modulo E/S.

Controlador o modulo E/S con interrupcin

Acceso directo a memoria (DMA)

Procesador E S

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El modulo E/S esta en un procesador separado Tiene su propia memoria

Se comporta como una computadora independiente.


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DISPOSITIVOS DE ENTRADA SALIDA

Tcnicas para ejecutar la E/S.

Memoria de acceso directo (DMA).

El modulo DMA controla el intercambio entre la memoria principal y el

dispositivo E/S.

El rocesador ser interrum ido solo cuando se ha a terminado de transferir

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el bloque completo.


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DMA

Memoria de acceso directo (DMA).

El CPU le otorga el control para transferir datos desde y hacia la memoria por

el bus de datos.

Se le roba un ciclo al procesador para transferir estos datos por el bus.

Las instrucciones en el rocesador son sus endidas or un ciclo El CPU hace

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una pausa de un ciclo de instruccin). Aqu no ocurre interrupcin, si se bloquea el proceso; tampoco se guarda el

contexto del proceso.

El robo de un ciclo causa que los procesos se ejecuten un poco ms lentos.

Todos estos ciclos necesarios pueden evitarse si se integra el DMA con

funciones E/S. El modulo DMA y el modulo E/S deben estar comunicados (integrados, o con

el bus de datos o con el bus de E/S)


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DMA

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ALMACENAMIENTO INTERMEDIO DE LAS E/S

Buffering de E/S.

Algunas razones para el buffering son:

Los procesos deben esperar a que se termine la E/S antes de continuar.

Algunas pginas deben conservarse en memoria mientras ocurre el E/S.

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Orientados al bloque. La informacin se almacena en bloques de tamao fijo

Se transfiere a la vez un bloque, antes que un solo dato.

Se usa sobretodo en discos duros y cintas.

Orientados al flujo de datos Se transfiere la informacin como un flujo de bytes.

Usada por monitores, impresoras, comunicaciones, puertos, mouse, y otros

dispositivos que no son de almacenamiento secundario.


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PLANIFICACION DE ACCESO A DISCO

Disco Duro.

Cabeza de lectura escritura una por cara. Cada disco tiene dos superficies.

Pista concntricas.

Cilindro = conjunto de pistas paralelas en todas las superficies.

Sector = orcin continua de una ista.

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Performance del Disco Duro.

Para leer o para escribir, el cabezal del disco se debe colocar en la pista

deseada y al principio del sector deseado.

Tiempo de bsqueda (tb)

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.

Retraso o latencia rotacional (tr). Tiempo adicional para girar disco y colocar el cabezal en el sector

deseado.

Tiempo de acceso (ta).ta = tb + tr

Tiempo de transferencia de datos ocurre cuando el sector se mueve bajo elcabezal.


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Performance del Disco Duro.

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PLANIFICACION DE DISCOS

Caso estudio:

Una unidad de disco tiene 16 sectores por pista de 1024 bytes cada uno. El

disco gira a 3600 rpm y tiene un tiempo medio de bsqueda de 25 ms.

Calcular el tiempo que se necesita para transferir 25 sectores dispuestos de

forma conti ua.

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Supuestos

Velocidad de giro constante

# sectores/pista constante en todas las pistas

# bytes/sector constante

Pistas con diferente radio


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Polticas de Acceso del Disco Duro.

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Polticas de Acceso del Disco Duro.

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Caso:

Considere el siguiente orden de peticiones, indique el LMB (longitud media de

bsqueda). Orden de peticiones: 22, 124, 105, 181, 142, 36, 5, 59, 115.

Posicin inicial: 95

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RAID (REDUNDANT ARRAY OF INDEPENDENT DISKS)

Es un arreglo de discos que operan en paralelo pero independientemente.

Distribuyen la informacin en diferentes discos. Un pedido E/S puede se atendido en paralelo.

RAID es un conjunto de discos fsicos vistos por el sistema operativo como un

nico drive.

Los datos son distribuidos en todos los discos fsicos del arre lo.

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Se guarda informacin redundante para garantizar una rpida recuperacin encaso de falla de un disco duro.

Se ha clasificado el RAID en niveles.

Los niveles RAID ms comnmente usados son:

RAID 0: Conjunto dividido

RAID 1: Conjunto en espejo

RAID 5: Conjunto dividido con paridad distribuida


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RAID 0 No existe redundancia.

La informacin se distribuye en todos los discos.

Si hay pendientes dos solicitudes se atendern ms rpido con RAID 0 que conun solo gran disco.

Usado para aplicaciones que requieren rendimiento con datos no crticos.

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RAID 1 Discos espejados.

Al escribirse en disco, se copia dos veces.

Al leerse de disco, puede leerse de cualquiera de los 2 discos Es excelente la tolerancia de errores.

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RAID 5. Paridad por intercalacin de bloques distribuido. Los bits de paridad se distribuyen en todos los discos y no nicamente en uno

de ellos.

Bajo costo de redundancia. Generalmente, el RAID 5 se implementa con soporte hardware para el clculo

de la paridad.

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CACHE DE DISCO Buffer en memoria principal de los sectores de disco ms visitados.

Contiene una copia de algunos sectores del disco.

El funcionamiento de la cach de disco se basa en dos esquemas de

operacin:

La lectura adelantada ("Read-ahead").

Consiste en antici ar lo ue se necesitar de forma inmediata

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traerlo a la cach. La escritura retrasada ("Write-behind").

Consiste en mantener los datos en cach hasta que se producen

momentos de desocupacin del sistema de disco.


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CACHE DE DISCO

Usado menos recientemente.

El bloque que ha estado en el cache mucho tiempo sin ser consultado, serreemplazado

El cache consiste en una pila de bloques.

El bloque mas recientemente referenciado estar en la cima de la pila.

Cuando un blo ue es consultado del cache o es car ado al cache se coloca en

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la cima de la pila. El bloque en la base de la pila se remueve cuando se requiere cargar un nuevo

bloque.

Los bloques del cache no se mueven de posicin en la memoria, sino que se

controlan a travs de una pila de punteros.


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CACHE DE DISCO

Usado menos frecuentemente.

El bloque con menos cantidad de consultas ser reemplazado. Se asociara un contador a cada bloque.

El contador se incrementara cada vez que se consulta el bloque.

El bloque con el menor contador ser seleccionado para ser reemplazado.

Al unos blo ues son referenciados muchas veces en un eriodo corto lue o

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no se requiere consultar mas.


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