Princípios básicos de hardware
- Periférico é um dispositivo conectado a um computador de forma a possbilitar sua interação com o mundo externo.
- Os periféricos são conectados ao computador através de um componente de hardware denominado de interface.
- As interfaces são interconectadas aos barramentos internos de um computador, elemento chave na coordenação da transferência de dados.
- Interfaces se utilizam de um processador dedicado a realização e controle das operações de entrada e saída, são as controladoras.
- Driver é um software que permite/explica ao sistema operacional se comunicar com cada periférico através dos comandos das controladores.
*** O computador de verdade é o processador, todo o resto é periférico, interno ou externo, conectado de alguma forma com o processador.
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| Retângulos cinzas são controladores |
* Classificados como:
- Orientado a caracter: cada caracter causa uma ação no dispositivo, exemplo teclado e interface serial.
- Orientado a bloco: bloco de caracteres, exemplo disco, fitas DAT.
* Classificados também como:
- Com usuário
- Eletrônicos
- Remotos
Os periféricos possuem características próprias como taxa de transferência de dados, complexidade de controle, unidade de transferência (caracter, bloco ou stream), representação de dados e tratamento de erros.
* Tipo de conexão e transferência de dados
- Serial: bit a bit, uma linha de transferência
- Paralela: n x 8 bits, mais de uma linha de transferência
O sistema operacional interage com os periféricos pela controladora, escrevendo nas memórias próprias do periférico os comandos dizendo o que precisa, estas memórias são chamadas de registradores de configuração. O SO sabe quais comandos pode executar nos registradores através dos drivers.
Os registradores de configuração das controladoras recebem ordens do processador, fornecem estados de operação e fazem a leitura e escrita de dados do periférico. Registradores são vistos pelo SO como posições de memória "a parte", quando o SO vai interagir ele grava os comandos no endereço de memória do registrador. Dependendo do tipo de controladora pode fazer mapeamento em memória, com comandos iguais aos utilizados para mapear RAM, outros tem uma mapeamento de entrada e saída que utiliza alguns comandos diferentes.
* E/S programada
É mais simples de implementar, mais leve, mas tem busy waiting, enquanto as controladoras estão ocupadas o processador fica esperando elas terminarem para então passar ao próximo tarefa.
* E/S orientada a interrupção
Processa outras tarefas enquanto aguarda a controladora terminar sua atividade, é avisado via interrupções.
* DMA - Acesso direto a memória
É uma maneira de diminuir o número de interrupções, fazendo isso após executar uma gama de comandos como a leitura de vários blocos em um HD, no normal faz uma interrupção a cada bloco lido.
Gerência de entrada e saída
Tem como objetivo a eficiência, generacidade é importante, esconder os detalhes do serviço de entrada e saída em camadas de baixo nível, ...
*** Os driver são instalados na camada do sistema operacional, podemos dizer que é o manual que o SO olha pra saber como usar as controladoras, e os drivers possuem direitos de execução administrativos (são inseridos no kernel) podendo causar panes nos sistemas quando mal desenvolvidos. Placas de vídeos tem alguns fabricantes alternativos que visam tirar mais das placas e lançam versões de driver não oficiais e esculhambam o sistema. O ideal é utilizar drivers homologados pelo fabricante do sistema operacional além da homologação do desenvolvedor do periférico.
* Subsitema de entrada e saída
É aquela porção do núcleo do SO que controla a parte independente e interage com o driver de dispositivo.
Tem como funcionalidades básicas:
- Escalonamento de E/S:
- Bufferização:
- Cache:
- Spooling:
- Reserva de dispositivos:
*** Buffer armazena somente dados somente enquanto está utilizando e já libera memória, cache mantém os dados enquanto houver memória disponível, quando acaba vai liberando os dados mais antigos a medida que necessita de mais.
* Interface de programação
- Bloqueante:
- Não bloqueante:
- Assíncrono:
... continua próxima aula ...
### Aula que vem acaba capítulo 5 e teremos uma revisão, na outra semana jé é prova. Pra prova pode levar uma folha A4 com anotações feitas a mão para consulta.
