Software de entrada y salida
| ||||
Software de entrada y salida. Las metas generales del software de entrada y salida son fáciles de establecer. La idea básica es organizar el software como una serie de capas, en donde las capas inferiores se encarguen de ocultar las peculiaridades del hardware a las capas superiores y de forma que estas se preocupen por presentar una interfaz agradable, limpia y regular a los usuarios.
Objetivos del software de entrada y salida
Un concepto clave en el diseño del software de entrada y salida es la independencia del dispositivo. Debe ser posible escribir programas que se puedan utilizar con archivos en un disco flexible o un disco duro, sin tener que modificar los programas para cada tipo de dispositivo. De hecho, debe ser posible desplazar sin siquiera compilarlo. El sistema operativo debe encargarse de los problemas causados por el hecho de que estos sean distintos y requieran directivas de dispositivos muy diferentes.
El objetivo de lograr nombres uniformes está muy relacionado con el de independencia del dispositivo. El nombre de un archivo o dispositivo debe ser solo una cadena o un entero y no debe depender del dispositivo.
Otro aspecto importante del software de entrada y salida es el manejo de errores. En general, los errores deben manejarse lo más cerca posible del hardware. Si el controlador descubre un error de lectura, debe tratar de corregirlo, en la medida de lo posible. Si no puede corregirlo, entonces el manejador del dispositivo debería controlarlo, tal ves mediante la forma de leer el bloque de nuevo. Mucho errores son momentáneos, tales como los de lectura provocados por partículas de polvo en la cabeza de lectura y desaparecen al repetirse la operación. Solo en el caso en que los niveles inferiores no puedan resolver el problema, se informa a los niveles superiores. En muchos casos, la recuperación del error se puede hacer en forma transparente en un nivel inferior.
Otros de los aspectos claves son las transferencias síncrona (por bloques) o asíncrona (contralada por interruptores). La mayor parte de la entrada y salida en asíncrona (la CPU inicia la transferencia y realiza otras labores hasta una interrupción). Los programas del usuario son mucho mas fáciles de escribir si las operaciones de entrada y salida son por medio de bloques (después de un comando READ, el programa se suspende de forma automática hasta que los datos estén disponibles en el buffer). El sistema operativo se encarga de hacer las operaciones controladas por interruptores parezcan del tipo de bloques para el usuario.
El concepto final que analizaremos en la comparación de los dispositivos que se pueden compartir y los dispositivos de uso exclusivo. Algunos de los dispositivos de entrada y salida, como los discos, pueden ser utilizados por varios usuarios al mismo tiempo. No ocurren problemas si varios usuarios tienen archivos abiertos en el mismo disco dura al mismo tiempo. Otros dispositivos como las impresoras, deben dedicarse a solo un usuario hasta concluir con el. No funcionará la situación si cinco usuarios imprimieran líneas entremezcladas al azar en la impresora. El uso de dispositivos de uso exclusivo presenta también una serie de dificultades. De nuevo el sistema operativo debe administrar los dispositivos compartidos y de uso exclusivo de forma que evite dichos problemas.
Estos objetivos se logran de una forma comprensible y eficiente al estructurar el software de entrada y salida en cuatro capas: 1. Manejadores de interrupciones. 2. Directivas de dispositivos. 3. Software de sistema operativo independiente de los dispositivos. 4. Software a nivel de usuario.
Fuente
- Sistemas Operativos Modernos (Primera Parte)
