UNIDAD V

MAPA MENTAL

Entrada/Salida

5.1 Introducción

1.-¿Qué es E/S?

Son dispositivos de entrada y salida

2.- ¿A qué se le considera dispositivo de entrada?

A los teclados y ratones

3.-¿A qué se le considera dispositivo de salida?

A los monitores e impresoras

4.- Habla sobre las entradas/salidas

Es la colección de interfaces que usan las distintas unidades funcionales de un sistema de procesamiento de información para comunicarse unas con otras.

5.- ¿Que son las entradas?

Son las señales recibidas por la unidad.

6.- ¿Que son las salidas?

Son las señales enviadas por esta.

7.- ¿Quienes utilizan los dispositivos de E/S.?

Los usan una persona u otro sistema para comunicarse con una computadora.

8.-¿Se refiere a ejecutar una operación de entrada o de salida?

Realizar una entrada/salida

9.-¿Como se les considera a los teclados y ratones?

Se les considera dispositivos de entrada de una computadora.

5.2 Principios del Hardware de E/S

1.- ¿En qué términos manejan el hardware los ingenieros?

En términos de chips, cables, fuente poder, etc.

2.-¿En qué términos manejan el hardware los programadores?

En términos de la interfaz que se presenta al software

3.-¿En que se interesa el hardware?

En la programación de los dispositivos de entrada y salida, no por su diseño

4.-¿Los dispositivos de entrada y saluda se pueden dividir de manera general en dos categorías que son:

Dispositivo de bloque y dispositivo de carácter.

5.- ¿Es aquel que almacena la información en bloques de tamaño fijo, cada uno con su propia dirección?

Dispositivo de bloqueo.

6.- ¿Entre los dispositivos de bloqueo se puede encontrar?

CD-ROM, Disco Duro y Disquete o Disco flexible.

7.-¿Estándar de almacenamiento de archivos informáticos en disco compacto?

CD-ROM

8.- ¿Proporcionan un acceso más rápido a los datos que los discos flexibles y pueden almacenar mucha más información?

Disco Duro.

9.-¿Es un elemento plano de mylar recubierto con óxido de hierro que contiene partículas minúsculas capaces de mantener un campo magnético, y encapsulado en una carcasa o funda protectora de plástico?

Disquete o Disco flexible.

10.-¿Es aquel que envía o recibe un flujo de caracteres, sin sujetarse a una estructura de bloques?

Dispositivo de carácter.

5.3 Principios del Software de E/S

1.- Los principios de software en la E/S se resumen en cuatro puntos, menciónalos:

El software debe ofrecer manejadores de interrupciones, manejadores de dispositivos, software que sea independiente de los dispositivos y software para usuarios

2.-¿En qué consisten los manejadores de interrupciones?

En que el programador o el usuario no deben darse cuenta de los manejos de bajo nivel

3.- ¿Qué son los manejadores de dispositivos?

Los manejadores de dispositivos son necesarios para los periféricos, tales como el formato de la información, los medios mecánicos, los niveles de voltajes y otros

4.-¿Cuales son las capas básicas para organizar el software?

Las capas inferiores y las capas superiores.

5.-¿Cuales son las capas inferiores?

Se encargan de ocultar las peculiaridades del hardware a las capas superiores.

6.-¿Cuales son las capas superiores?

Deben de presentar una interfaz agradable, limpia y regular a los usuarios.

7.-¿Cual es el objetivo del software de E/S?

Debe ser posible escribir programas que se puedan utilizar con archivos en distintos dispositivos, sin tener que modificar los programas para cada tipo de dispositivo.

8.-¿Que son el manejo de errores de E/S?

Generalmente los errores deben manejarse lo más cerca posible del software.

9.-¿Que son las transferencias sincrónicas?

Cuando la CPU inicia la transferencia y realiza otras tareas asta una interrupción.

5.4 Discos - Hardware Para Discos

1.- ¿Qué es un disco?

En informática un disco duro o disco rígido, es un dispositivo de almacenamiento de datos no volátil

2.- ¿En qué año fue inventado el primer disco?

Fue inventado en 1956 por la IBM

3.- ¿A que corresponde el hardware?

A todas las partes tangibles de un sistema

4.- ¿Cuales son las ventajas con respecto del uso de la memoria principal como almacenamiento?

·         Mucha mayor capacidad de espacio de almacenamiento.

·         Menor precio por bit.

·         La información no se pierde al apagar la computadora.

5.- ¿Los discos están organizados en?

      Cilindros, pistas y sectores.

6.-¿Que tipo de búsquedas puede realizar un controlador en una o más unidades al mismo tiempo?

·         Son las búsquedas traslapadas.

·         Mientas el controlador y el software esperan el fin de una búsqueda en una unidad, el controlador puede iniciar una búsqueda en otra.

7.-¿Que son las cabezas de lectura?

       Escrituras que están montadas sobre una barra o conjunto de brazo móvil.

8.- ¿Ejemplo de cabezas de lectura?

      Para una posición dada, la serie de pistas accesibles forman un cilindro vertical.

9.- ¿Ejemplos de manejadores de una tabla?

     Incluye las solicitudes para cada cilindro enlazadas entre si en una lista ligada.

5.5 Operación de Almacenamiento de Disco de Cabeza Móvil

1.- ¿Dónde se graban los datos?

En una serie de discos o platos magnéticos

2.- ¿A qué velocidad gira el eje común de los discos?

A 4.000 o más revoluciones por minuto

3.- ¿Qué involucra el tiempo total de acceso a un registro particular?

Involucra movimientos mecánicos

4.- ¿En que se graban los datos de un almacenamiento de disco de cabeza móvil?

Se graban en una serie de discos magnéticos o platos.

5.-¿Cual es la función de los discos?

El eje común de los discos gira a una velocidad del orden de las 4.000 o más revoluciones por minuto.

6.- ¿Cuales son las características de una serie de cabeza de lectura?

·         Se dispone de una por cada superficie de disco.

·         Solo puede acceder a datos inmediatamente adyacentes a ella.

7.- ¿Sobre que están colocadas las cabezas de lectura?

Están montadas sobre una barra o conjunto de brazo móvil.

5.6 Algoritmos de Programación del Brazo del Disco

1.- ¿A quién supera el tiempo de búsqueda en la mayoría de los discos?

 Supera al de retraso rotacional y al de transferencia

2.- ¿Qué se debe hacer cuando existen varias unidades?

Se debe tener una tabla de solicitudes pendientes para cada unidad

3.- Mencione cuando se realiza una operación de lectura:

• Ingresan a la CPU 38 bit a la vez, uno por cada unidad.

·         Los 38 bits conforman una palabra de 32 bits junto con 6 bits para verificación.

·         Los bits 1, 2, 4, 8, 16 y 32 se utilizan como bits de paridad

4.- Menciona unos de los manejadores que tiene una tabla.

·         El índice es el número de cilindro.

·         Incluye las soluciones pendientes para cada cilindro enlazadas entre si en una lista ligada.

5.- Menciona un ejemplo de SSF.

Un disco de 40 cilindros.

6.- ¿Que tipo de problemas existen en un algoritmo SSF.?

El ingreso de nuevas solicitudes puede demostrar la atención de las más antiguas

5.7 Porqué es Necesaria la Planificación de Discos

1.- ¿Que implica la planificación de disco?

• Un examen cuidadoso de las peticiones pendientes para determinar la forma más eficiente de servirlas.
• Un análisis de las relaciones posicionales entre las peticiones en espera.
• Un reordenamiento de la cola de peticiones para servirlas minimizando los movimientos mecánicos.

2.- ¿Cuáles son los tipos más comunes de planificación?

·         Optimización de la búsqueda.

·         Optimización rotacional (latencia).

3.- ¿Qué es recomendable bajo condiciones de carga media o pesada?

Es recomendable un algoritmo de planificación de las colas de requerimientos.

4.- ¿Porque es necesaria la planificación de discos?

Porque en los sistemas de multiprogramación muchos procesos pueden estar generalmente peticiones de e/s sobre discos.

5.- ¿Cuales son las peticiones que pueden ser mucho más rápida que la atención?

·         Se construye líneas de espera o colas para cada dispositivo.

·         Para reducir el tiempo de búsqueda de registros se ordena la cola de peticiones. Esto se le denomina planificación de disco.

6.- ¿Para reducir el tiempo de búsqueda de registro se ordena la cola de peticiones a esto se le denomina?

Planificación de texto

7.- ¿La planificación de disco implica?

·         Un examen cuidadoso de las peticiones pendientes para terminar la forma más eficiente de servirlas.

·         Un análisis de las relaciones posicionales entre las peticiones en espera.

·         Un reordenamiento de la cola de peticiones para servirlas minimizando los movimientos mecánicos.

8.- ¿Los tipos más comunes de planificación son?

·         Optimización de la búsqueda.

·         Optimización rotacional (latencia).

9.- Generalmente los tiempos de búsqueda superan a los de latencia, aunque la deferencia disminuye:

·         Muchos algoritmos de planificación se concentran en la reducción de los tiempos  de búsqueda para un conjunto de peticiones.

·         Generalmente la reducción de la latencia recién tiene efectos bajo cargas de trabajo muy pesadas.

5.8 Características Deseables de las Políticas de Planificación de Discos

1.- ¿Cuáles son los principales criterios de categorización de las políticas de planificación?

• Capacidad de ejecución.
• Media del tiempo de respuesta.
• Varianza de los tiempos de respuesta (predecibilidad).

2.- Una política de planificación debe intentar maximizar la capacidad de ejecución:

• Maximizar el número de peticiones servidas por unidad de tiempo.
• Minimizar la media del tiempo de respuesta.
• Mejorar el rendimiento global, quizás a costa de las peticiones individuales.

3.- ¿Con que otro nombre se le conoce a la varianza de los tiempos de respuesta?

Predecibilidad.

4.- Una política de planificación debe intentar maximizar la capacidad de ejecución:

·         Maximizar el número de peticiones servidas por unidad de tiempo.

·         Minimizar la media del tiempo de respuesta.

·         Mejorar el rendimiento global, quizás a costa de las peticiones individuales.

5.- La planificación suele mejorar la imagen total al tiempo que reduce los niveles de servicio de ciertas peticiones.

·         Se mide utilizando la variada de los tiempos de respuesta.

·         La variada es un término estadístico que indica hasta que punto tiende a desviarse del promedio de todos los elementos individuales.

·         A menor varianza mayor predecibilidad.

5.9 Optimización de la Búsqueda en Discos

1.- ¿Cuáles son las estrategias más comunes de optimización de la búsqueda?

• FCFS.
• SSTF.
• SCAN.
• SCAN de N - Pasos.

2.- ¿A que se refiere Planificación FCFS?

Que una petición no puede ser desplazada por la llegada de una petición con prioridad más alta.

3.- ¿Qué es laPlanificación SCAN?

Es el brazo del disco se desplaza sirviendo a todas las peticiones que encuentra a su paso

4.- ¿Cuándo se le llama planificación C – SCAN?

Cuando el brazo se mueve del cilindro exterior al interior, sirviendo a las peticiones sobre una base de búsqueda más corta

5.- ¿Que es la planificación FCFS?

Es una petición que no puede ser desplazada por la llegada de una petición con prioridad más alta.

7.-¿Que es la planificación SCAN?

Es el brazo del disco que desplaza sirviendo a todas las peticiones que encuentra a su paso.

8.-¿Cual es el cambio que realiza la planificación SCAN?

Cambia la dirección cuando ya no hay peticiones pendientes en la dirección actual.

9.-¿Que es la planificación SCAN de N – Pasos?

Es la estrategia de movimiento del brazo es como en ACAN; solo da servicio a las peticiones que se

5.10 Optimización Rotacional en Discos

1.- ¿Qué sucede cuando hay condiciones de carga pesada?

Las probabilidades de que ocurran referencias al mismo cilindro aumentan

2.- ¿En dónde es de uso común la optimización rotacional?

Es de uso común en dispositivos de cabezas fijas

3.- Situado el brazo del disco en un cilindro:

·         Examina todas las peticiones sobre el cilindro.

·         Sirve primero a la que tiene el retraso rotacional más corto

4.- ¿Que es la optimización rotacional en discos?

En condiciones de carga pesada, las probabilidades de que ocurran referentes al mismo cilindro aumenta.

5.- ¿Cual es la estrategia utilizada?

 Es la SLTF (tiempo de latencia mas corto primero)

5.11 Consideraciones de los Discos Sobre los Sistemas

1.- ¿Cuáles son los principales interrogantes?

• Cuándo es útil la planificación de disco.
• Cuándo puede degradar el rendimiento.

2.- ¿Porque se dice distribución de peticiones no uniformes?

Porque son muy comunes en ciertas situaciones reales

3.- ¿Cuál es la planificación de disco que puede mejorar el rendimiento y eliminar el embotellamiento, que se produce cuando se concentran grandes cargas?

El almacenamiento en disco como un recurso limitador.

4.- ¿Esta planificación es efectiva en sistemas de tiempo compartido con un nivel alto de multiprogramación?

Nivel de multiprogramación.

5.- ¿Frecuentemente la CPU esta conectada mediante canales (o bus) a dispositivos controladores, los que están conectados a las unidades de discos?

Subsistemas de discos múltiples.

6.- ¿En donde puede producirse un embotellamiento?

El embotellamiento puede producirse en algún disco, algún controlador o en algún canal.

7.- ¿Son los métodos de organización y acceso de archivos, así como los DBMS?

Técnicas de organización de archivos.

5.12 Manejo de Errores en Discos

1.- Menciona algunos de los errores más comunes en discos

·         Error de programación:

·         Error temporal en la suma de verificación

·         Error permanente en la suma de verificación

2.- Respecto de los errores temporales en la suma de verificación:

• Generalmente se eliminan al repetir la operación.
• Si persisten, el bloque debe ser marcado como un bloque defectuoso, para que el software lo evite

3.- Mencione un ejemplo del error de programación.

Solicitar un sector no existente.

4.- Mencione un ejemplo de error temporal en la suma de verificación.

Provocado por polvo en la cabeza.

5.- Mencione un ejemplo de error permanente en la suma de verificación.

Un bloque del disco dañado físicamente.

6.- Mencione un ejemplo de error de búsqueda.

El brazo se envía al cilindro 6 pero va al 7.

7.- Mencione un ejemplo de error del controlador.

El controlador no acepta los comandos.

8.- Menciona algunos tipos de manejadores.

·         Verifican los parámetros que se les proporcionan.

·         Informan si no son validos.

5.13 Ocultamiento de Una Pista a la Vez en Discos

1.- ¿Generalmente a quien supera el tiempo de búsqueda?

Supera al de rotación y transferencia

2.- El manejador puede ver qué sector se encuentra debajo de la cabeza y puede enviar una solicitud del siguiente sector:

·         Permite leer una pista en un tiempo de rotación.

·         De lo contrario se tardaría, en promedio, un tiempo de rotación más un tiempo de sector, para leer un solo sector

3.- Generalmente el tiempo de búsqueda supera al de rotación y transferencia

·         Especialmente en dispositivos con sensibilidad rotacional.

·         Permite leer una pista en un tiempo de rotación.

4.- Algunos manejadores aprovechan esto mediante un cache secreto de una pista a la vez:

·         Es desconociendo por el software independiente del dispositivo.

·         Si se necesita un sector del cache, no es necesaria una transferencia del disco.

5.- Las principales desventajas de este ocultamiento de una pista a la ve son:

·         Complejidad del software

·         Requerimientos de espacio para buffers.

·         Las transferencias del cache al programa que hace la llamada.

6.-  Cuales son las transferencias del cache al programa que hace la llamada:

·         Las debe realizar la CPU mediante un ciclo programado.

·         No las puede hacer el hardware DMA.

7.- Algunos controladores realizan el ocultamiento de una pista a la vez en su propia memoria interna:

·         Resulta transparente al manejador.

·         Las transferencias entre el controlador y la memoria pueden utilizar DMA

5.14 Discos en RAM

1.- ¿Para que utilizan una parte de la memoria principal asignada con anterioridad?

Para almacenar los bloques

2.- Tienen la ventaja del acceso instantáneo:

• No hay demora rotacional o debida a las búsquedas.
• Son adecuados para el almacenamiento de programas o datos con accesos muy frecuentes

3.- Que son los discos RAM.

Son una parte de la memoria principal asignada con anterioridad para almacenar los bloques.

4.- Tienen el mismo tamaño que en los discos reales:

Los bloqueos de almacenamiento.

5.15      Relojes

1.- ¿Para qué son esenciales los relojes o cronómetros?

Son esenciales para la operación de sistemas de tiempo compartido

2.- ¿En que benefician los relojes?

Benefician ya que registran la hora del día y evitan que un proceso monopolice la CPU.

3.- ¿Cuál es la ventaja del reloj programable?

Es que su frecuencia de interrupción puede ser controlada por el software

4.- ¿Cuales son los tipos de componentes de los relojes?

Un oscilador de cristal, un contador y un registro.

5.- Otro tipo de relojes constan de tres componentes que son:

·         Genera pieza de cristal de cuarzo se monta en una estructura bajo tensión entre 5 y 100 mhz.

·         La señal se alimenta en el contador para que cuente en forma descendente hasta cero.

·         Cuando el contador llega a cero, provoca una interrupción de la CPU.

6.- Los relojes programables tienen varios modos de operación cuales son:

·         Modo de una instancia

·         Modo de onda cuadrada.

·         Mantener la hora del día o tiempo real.

·         Evitar que los procesos se ejecutan durante más tiempo del permitido.

·         Mantener un registro del uso de la CPU.

·         Realizar resúmenes, monitoreo y recolección de estadísticas

5.16 Terminales

1. Cuales son las terminales que tienen gran número de formas distintas:

·         El manejador de la terminal debe ocultar estas diferencias

·         La parte independiente del dispositivo en el S. O y los programas del usuario no se tienen que reescribir para cada tipo de terminal.

2. Desde el punto de vista del S.O se las puede clasificar en:

·         Interfaz RS – 232

·         Interfaz mapeada a memoria

4. Cuales son las interfaces RS – 232:

·         Hardcopy (terminales de impresión).

·         TTY de vidrio (terminales de video).

·         Inteligente (computadoras con CPU y memoria).

5. Cuales son las interfaces mapeada a memoria.

·         Orientada a caracteres.

·         Orientada a bits.

6. Que son las terminales RS – 232.

Poseen un teclado  un monitor que se comunican mediante una interfaz serial, un bit a la vez; las conversaciones de bits a bytes y viceversa las efectúan los chips uart (transmisores – receptores asíncronos universales).

7. Menciona una de las características terminales mapeadas a memoria.

·         No se comunican mediante una línea serial.

·         Poseen una interfaz mediante una memoria especial llamada video RAM.

·         El monitor genera un rayo de electrones que recorre la pantalla pintando líneas.

·         Los monitores de color poseen tres rayos (rojo verde y azul) que se modulan independientemente.

8. Las pantallas mapeadas a caracteres son:

Cada carácter en la pantalla equivale a dos caracteres de RAM.

En las terminales mapeadas a bits son:

·         Se utiliza el mismo principio.

·         Cada bit en el video RAM controla en forma directa un solo pixel de la pantalla.