Entrada y Salida de datos

Una operación de Entrada y Salida de Datos (E/S) se define como el conjunto de acciones necesarias para la transferencia de un conjunto de datos, es decir, una transferencia completa de todos los datos.

El subsistema de ENTRADA/SALIDA (E/S) suministra al computador un mecanismo eficiente de comunicación entre el procesador central y el entorno exterior.

La conexión de dispositivos periféricos a un computador no puede llevarse a cabo de forma directa haciendo uso del bus del procesador, esta restricción es debida fundamentalmente a tres razones importantes:

  • Existe una gran variedad de dispositivos con distintos modos de operación.
  • El ritmo de transferencia de datos es, en casi todos los casos, mucho menor que hay entre la CPU y la memoria principal.
  • En ocasiones, el periférico requiere que los datos le sean suministrados en formatos distintos al utilizado por la CPU.

La Interfaz de E/S de las aplicaciones es la que define el modelo de E/S que ven los usuarios, por lo que cuando se diseña el Sistema Operativo se debe tener en cuenta decisiones relativas a la funcionalidad que se va ha ofrecer al exterior, tales como:

  • Nombres Independientes de los Dispositivos.
  • E/S No Bloquean o Asíncronas.
  •  Control de Acceso a Dispositivos.
  •  Indicadores de Error y,
  • Uso de Estándares.

Para la realización de una operación de E/S el sistema operativo debe efectuar las siguientes funciones:

  • Recuento de las unidades de información transferidas (normalmente bytes) para reconocer el fin de operación.
  • Sincronización de velocidad entre la CPU y el periférico.
  • Detección de errores (e incluso corrección) mediante la utilización de los códigos necesarios (bits de paridad, códigos de redundancia cíclica, etc.).
  • Almacenamiento temporal de la información. Es más eficiente utilizar un buffer temporal específico para las operaciones de E/S que utilizan el área de datos del programa.
  • Conversión de códigos, conversión serie/paralelo, etc.

Las funciones que debe realizar un computador para ejecutar trabajos de entrada/salida son las siguientes:

  • Direccionamiento o selección del dispositivo que debe llevar a cabo la operación de E/S.
  • Transferencia de los datos entre el procesador y el dispositivo (en uno u otro sentido).
  • Sincronización y coordinación de las operaciones.

Esta última función es necesaria debido a la diferencia de velocidades entre los dispositivos y el CPU y a la independencia que debe existir entre los periféricos y la CPU (por ejemplo, suelen tener relojes diferentes).

Se define una transferencia elemental de información como la transmisión de una sola unidad de información (normalmente un byte) entre el procesador y el periférico o viceversa. Para efectuar una transferencia elemental de información son precisas las siguientes funciones:

  • Establecimiento de una comunicación física entre el procesador y el periférico para la transmisión de la unidad de información.
  • Control de los periféricos, en que se incluyen operaciones como prueba y modificación del estado del periférico. Para realizar estas funciones la CPU gestionará las líneas de control necesarias.

Un comentario

  1. Excelente información, detallada y entendible, me ha ayudado mucho.

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