Arquitetura de Sistemas
Operacionais
Gerência de Dispositivos de E/S
Capítulo 12

Introdução
Processo
• Gerência Operações de E/ S
Modo Usuário
de dispositivos
Independente
Sistema
SOFTWARE
do dispositivo
de Arquivos
(a)
Subsistema de E/ S
Modo Kernel Device Drivers
Dependente
do dispositivo
(b)
HARDWARE
Controladores
Dispositivos de E/ S

Subsistema de E/S
• Responsável por realizar as funções comuns a
todos os tipos de dispositivos, ficando os aspectos
específicos de cada periférico como
responsabilidade dos device drivers
• Criar uma unidade lógica de transferência
independente do dispositivo
• Tratamento de erros nas operações de E/S
• Mecanismo de proteção de acesso aos dispositivos
• Bufferização
• Interface padronizada com os device drivers

Device Drivers
Arquitetura de Sistemas Operacionais – Machado/Maia
Processo
Subsistema de E/ S
Driver de Driver de Driver de
Impressora Disco Fita

Device Drivers
• Driver de disco
Ler bloco n Ler setor x
Rotina Driver Controlador
de E/ S de Disco de Disco
Discos

Controladores
• Técnica de DMA
UCP
1
2 Controlador
de
Disco
4 Buffer
Buffer de E/ S
Registradores
3
Memória Controlador
Principal de DMA
Disco

Controladores
• Controlador SCSI
Memória
Principal
UCP
Dispositivos não-SCSI
Dispositivos SCSI

Controladores
SCSI- Small Computer System Interface : é
o padrão mais popular para conexão de
dispositivos de E/S;
Inicialmente era utilizado em estações RISC;
Atualmente encontrado em PCs e Mainframes;
O SCSI conecta qualquer tipo de dispositivo,
como discos, CD-ROMs, scanners e unidades de
fita. Caso o SO não possua o driver SCSI é
necessário configurar o SO e o controlador SCSI.

Acesso ao Subsistema de E/S
Arquitetura de Sistemas Operacionais – Machado/Maia
Aplicação
• Operações
de E/S Comandos
Bibliotecas
de E/ S
System calls de E/ S
Rotinas de E/ S
Device drivers
Dispositivos de E/ S

Dispositivos de E/S
• Os dispositivos de E/S são utilizados para
permitir a comunicação entre o sistema
computacional e o mundo externo: CD-
ROM, teclado e mouse, impressoras e CD-
RW
• Duas categorias: dispositivos estruturados e
dispositivos não-estruturados.

Dispositivos de E/S
• Os dispositivos estruturados caracterizam-se
por armazenar informações em blocos de
tamanho fixo.
– Acesso direto
– Acesso seqüencial
Ex.: HD
• Dispositivos não-estruturados são aqueles que
enviam ou recebem uma seqüência de
caracteres sem estar estruturada no formato de
um bloco. Ex.: Impressoras, terminais de rede.

Discos Magnéticos
• Estrutura de
um disco
magnético

Discos Magnéticos
• Tempo de acesso

Discos Magnéticos
O tempo necessário para ler/gravar um bloco
de dados de/para o disco é função de três
fatores de tempo:
Tempo de Seek(procura): tempo necessário gasto para
mover o braço até o cilindro onde o bloco se encontra.
Tempo de Latência: tempo de espera até o que o setor
desejado se posicione sob a cabeça de
leitura/gravação.
Tempo de Transferência: tempo necessário para
ler/gravar o bloco do/para o setor.

Desempenho, Redundância e
Proteção de Dados
Sistema
• Subsistema Operacional
Sistema
Operacional
de discos Software
RAID

Desempenho, Redundância e
Proteção de Dados
• RAID 0

Desempenho, Redundância e
Proteção de Dados
• RAID 1

Desempenho, Redundância e
Proteção de Dados
• RAID 5

Métodos de Acesso ao Dado