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Entrada/Saída                                   Cristiano Pires Martinsquinta-feira, 2 de junho de 2011                   ...
Introdução      }   Uma das principais funções de um SO é controlar todos           os dispositivos de E/S de um computad...
Dispositivos de E/S      }   Dispositivos de Bloco           }   Armazena informação em blocos de tamanho fixo, cada um ...
Princípios do Hardware de E/S    Taxas de dados típicas de dispositivos, redes e barramentos                              ...
Controladores de Dispositivos         }   Componentes de dispositivos de E/S              }   mecânico              }  ...
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E/S mapeada na memória (1)             }       Cada controlador tem alguns registradores                      usados para...
E/S mapeada na memória (2)                 (a) Arquitetura com barramento único                 (b) Arquitetura com barram...
Comparação de Arquiteturas Dual Core         Arquitetura convencional                       Arquitetura AMD64             ...
Acesso Direto à Memória (DMA)                Operação de uma transferência com DMA                                        ...
Interrupções Revisitadas             Como ocorre uma interrupção. Conexões entre dispositivos e controlador de            ...
Drivers dos Dispositivos            }   Posição lógica dos drivers dos dispositivos            }   A comunicação entre o...
Software de E/S Independente de    Dispositivo (2)         (a) Sem uma interface-padrão do driver         (b) Com uma inte...
Discos         Hardware do Disco    Parâmetros de disco para o disco flexível original do    IBM PC e o disco rígido da We...
Hardware do Disco     }   Geometria física de um disco com duas zonas     }   Uma possível geometria virtual para esse d...
Hardware do Disco       }   RAIDs níveis 0 a 2       }   Discos de segurança e de paridade são os sombreados            ...
Hardware do Disco         }   RAIDs níveis 3 a 5         }   Discos de segurança e de paridade são os sombreados        ...
Hardware do Disco           Estrutura de gravação de um CD ou CD-ROM                                          18quinta-fei...
Hardware do Disco          }   Secção transversal de um disco CD-R e laser               }   sem escala          }   CD...
Hardware do Disco                Disco DVD com lado duplo e camada dupla                                             20qui...
Formatação de Disco                 Uma ilustração da torção cilíndrica                                              21qui...
Formatação de Disco                            a)     Sem entrelaçamento                            b)     Entrelaçamento ...
Algoritmos de Escalonamentode Braço de Disco   }       Tempo necessário para ler ou escrever um bloco de            disco...
Algoritmos de Escalonamentode Braço de Disco            Algoritmo de escalonamento de disco Posicionamento                ...
Algoritmos de Escalonamentode Braço de Disco      O algoritmo do elevador para o escalonamento das                      re...
Tratamento de Erro        a)     Uma trilha de disco com um setor defeituoso        b)     Substituindo um setor reserva p...
Hardware de Vídeo         Vídeos mapeados na memória         } driver escreve diretamente na RAM de vídeo            do m...
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  1. 1. Entrada/Saída Cristiano Pires Martinsquinta-feira, 2 de junho de 2011 1
  2. 2. Introdução } Uma das principais funções de um SO é controlar todos os dispositivos de E/S de um computador; } Deve fornecer uma interface amigável entre os dispositivos e o restante do sistema; } O código de E/S representa uma fração significativa de todo o SO.quinta-feira, 2 de junho de 2011 2
  3. 3. Dispositivos de E/S } Dispositivos de Bloco } Armazena informação em blocos de tamanho fixo, cada um com seu próprio endereço; } Tamanho: 512 bytes a 32.768 bytes; } Cada bloco pode ser lido e escrito independentemente de todos os outros. } Ex.: discos. } Dispositivos de Caractere } Envia ou recebe um fluxo de caractere, sem considerar qualquer estrutura de blocos; } Não é endereçável por bloco e não dispõe de qualquer operação de posicionamento; } Ex.: Impressoras, interfaces de redes, mouses, e a maior parte de outros dispositivos. } Dispositivos que não se enquadram } Relógio (clock) e Vídeo mapeado em memória.quinta-feira, 2 de junho de 2011 3
  4. 4. Princípios do Hardware de E/S Taxas de dados típicas de dispositivos, redes e barramentos 4quinta-feira, 2 de junho de 2011 4
  5. 5. Controladores de Dispositivos } Componentes de dispositivos de E/S } mecânico } eletrônico } O componente eletrônico é o controlador do dispositivo } pode ser capaz de tratar múltiplos dispositivos } Tarefas do controlador } converter fluxo serial de bits em bloco de bytes } executar toda correção de erro necessária } tornar o bloco disponível para ser copiado para a memória principal 5quinta-feira, 2 de junho de 2011 5
  6. 6. quinta-feira, 2 de junho de 2011 6
  7. 7. E/S mapeada na memória (1) } Cada controlador tem alguns registradores usados para a comunicação com a CPU; } Por meio de escrita e leitura nesses registradores, o SO comanda o dispositivo; } Com a leitura ele descobre o estado do dispositivo; } Os dispositivos também tem um buffer de dados que o SO pode ler ou escrever; 7quinta-feira, 2 de junho de 2011 7
  8. 8. E/S mapeada na memória (2) (a) Arquitetura com barramento único (b) Arquitetura com barramento dual 8quinta-feira, 2 de junho de 2011 8
  9. 9. Comparação de Arquiteturas Dual Core Arquitetura convencional Arquitetura AMD64 Core 0 Core 1 Cache Cache Cache Cache Core 0 0 Core Core 1 Core 1 Controller CROSSBAR Memory 800MHz FSB Core 0 Core 1 bottleneck Controlador de HyperTransport Memória Link Controlador de memória na 800MHz FSB HyperTransport de velocidade da CPU até 2.0GHz I/O I/O Chipset Chipset I/O I/Oquinta-feira, 2 de junho de 2011 9
  10. 10. Acesso Direto à Memória (DMA) Operação de uma transferência com DMA 10quinta-feira, 2 de junho de 2011 10
  11. 11. Interrupções Revisitadas Como ocorre uma interrupção. Conexões entre dispositivos e controlador de interrupção usam linhas de interrupção no barramento em vez de fios dedicados 11quinta-feira, 2 de junho de 2011 11
  12. 12. Drivers dos Dispositivos } Posição lógica dos drivers dos dispositivos } A comunicação entre os drivers e os controladores de dispositivos é feita por meio do barramento 12quinta-feira, 2 de junho de 2011 12
  13. 13. Software de E/S Independente de Dispositivo (2) (a) Sem uma interface-padrão do driver (b) Com uma interface-padrão do driver 13quinta-feira, 2 de junho de 2011 13
  14. 14. Discos Hardware do Disco Parâmetros de disco para o disco flexível original do IBM PC e o disco rígido da Western Digital WD 18300 14quinta-feira, 2 de junho de 2011 14
  15. 15. Hardware do Disco } Geometria física de um disco com duas zonas } Uma possível geometria virtual para esse disco 15quinta-feira, 2 de junho de 2011 15
  16. 16. Hardware do Disco } RAIDs níveis 0 a 2 } Discos de segurança e de paridade são os sombreados 16quinta-feira, 2 de junho de 2011 16
  17. 17. Hardware do Disco } RAIDs níveis 3 a 5 } Discos de segurança e de paridade são os sombreados 17quinta-feira, 2 de junho de 2011 17
  18. 18. Hardware do Disco Estrutura de gravação de um CD ou CD-ROM 18quinta-feira, 2 de junho de 2011 18
  19. 19. Hardware do Disco } Secção transversal de um disco CD-R e laser } sem escala } CD-ROM prateado tem estrutura similar } sem camada de tinta } com camada de alumínio em vez de ouro 19quinta-feira, 2 de junho de 2011 19
  20. 20. Hardware do Disco Disco DVD com lado duplo e camada dupla 20quinta-feira, 2 de junho de 2011 20
  21. 21. Formatação de Disco Uma ilustração da torção cilíndrica 21quinta-feira, 2 de junho de 2011 21
  22. 22. Formatação de Disco a) Sem entrelaçamento b) Entrelaçamento simples c) Entrelaçamento duplo 22quinta-feira, 2 de junho de 2011 22
  23. 23. Algoritmos de Escalonamentode Braço de Disco } Tempo necessário para ler ou escrever um bloco de disco é determinado por 3 fatores 1. tempo de posicionamento 2. atraso de rotação 3. tempo de transferência do dado } Tempo de posicionamento domina } Checagem de erro é feita por controladores 23quinta-feira, 2 de junho de 2011 23
  24. 24. Algoritmos de Escalonamentode Braço de Disco Algoritmo de escalonamento de disco Posicionamento Mais Curto Primeiro (SSF) 24quinta-feira, 2 de junho de 2011 24
  25. 25. Algoritmos de Escalonamentode Braço de Disco O algoritmo do elevador para o escalonamento das requisições do disco 25quinta-feira, 2 de junho de 2011 25
  26. 26. Tratamento de Erro a) Uma trilha de disco com um setor defeituoso b) Substituindo um setor reserva por um setor defeituoso c) Deslocando todos os setores para pular o setor defeituoso 26quinta-feira, 2 de junho de 2011 26
  27. 27. Hardware de Vídeo Vídeos mapeados na memória } driver escreve diretamente na RAM de vídeo do monitor 27quinta-feira, 2 de junho de 2011 27
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