Entrada y Salida de datos. Utilidad y funcionamiento

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.

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

 Utilidad y Funcionalidad de la Entrada/Salida de datos

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 Entrada y Salida 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 entrada y salida de datos, 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).

Transferencia elemental de información

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.

Entrada y Salida de datos