O documento discute os sistemas operacionais e como eles gerenciam os dispositivos de entrada e saída. Explica que o sistema operacional controla os dispositivos de forma transparente ao usuário e descreve como funcionam os periféricos, controladores e interfaces. Também aborda o gerenciamento de entrada e saída em diferentes camadas do sistema operacional.

1. Aula 002
Sistemas
Operacionais
PRONATEC
Programa Nacional de Acesso ao
Ensino Técnico e Emprego

2. PRONATEC
Programa Nacional de Acesso
ao Ensino Técnico e Emprego

3. 9. SO e ENTRADA / SAÍDA
• Uma das principais funções do Sistema Operacional é
gerenciar os dispositivos de entrada e saída deixando
transparente ao usuário de forma a facilitar seu
trabalho
• Periférico: qualquer dispositivo ligado ao computador
• Interface: componente que conecta o periférico aos
barramentos internos (placa mãe) do computador
• Controlador: processador na interface que faz o
controle dos recursos do periférico
• Três registradores da interface: dado, comando, estado
• Interface serial: transmite um bit após o outro
• Interface paralela: transmite um grupo de bits ao
mesmo tempo (comumente 8bits=1byte)

4. 10. SO contralando E/S
• Controle mapeado no controlador: a memória
temporária fica na própria interface
• Controle mapeado em memória: parte da
memória principal se sacrifica para ser usada
como controle do periférico
• Comunicação CPU/Interface: E/S programada, via
interrupção, acesso direto à memória (DMA)
• Os computadores modernos comunicam com os
controladores através dos drivers de dispositivos
• Driver: camada de software fornecida pelo
fabricante do periférico para comunicação com o
sistema operacional

5. 11. Camadas do SO para E/S

6. 12 Camada E/S Independente de
dispositivo
• Fica no próprio Sistema Operacional
• Escalonamento de E/S: para compartilhar um
dispositivo muito usado ex: disco rígido
• Buferização: armazenamento temporário dos
dados e envio parcial em partes até concluir
• Cache de dados: mantém em memória rápida os
dados estatisticamente mais acessados
• Spooling: mantém uma fila de trabalhos a um
dispositivo e vai liberando até concluir
• Direito de acesso: controle de permissões de
acesso a arquivos ou dispositivos
• Tratamento de erros aos dispositivos

7. 13 E/S ao Nível de Usuário
• Dependente do software que se está
usando, mas no fim todos serão convertidos
em chamadas à camada de E/S sob supervisão
do Sistema Operacional.
• Os softwares mais modernos oferem
“Bibliotecas” para trabalhar com as Entradas e
Saídas aos dispositivos
• Exemplo de função: printf no compilador C

8. 14 Disco Rígido (Hard Disk – HD)
• Memória permanente de grande capacidade atualmente
atingem os terabytes de dados
• Geralmente composto de vários discos metálicos dispostos
verticalmente em um eixo central e com superfícies
magnéticas
• Cada superfície é dividida em circunferências concêntricas
chamadas tracks (trilhas)
• Cada trilha é dividida em partes chamadas de sectors (setores)
que contem de 512 a 4096 bytes
• As trilhas que se situam a uma mesma distante do eixo nas
várias superfícies formam o cilinder (cilindro)
• Formatação Física: é a definição de fábrica dos
cilindros, trilhas e setores de um disco rígido (imutável)
• A menor unidade de gravação em um hd é o setor
• Qualquer setor pode ser localizado informado o Cilindro, a
Superfície, o Setor – Cylinder,Head,Sector – CHS

9. 14 Disco Rígido (Continuação)
• Tempo de acesso em um disco rígido é formado por 3
parcelas: Seek Time, Latency Time e Transfer Time
• Seek Time (tseek): tempo de busca, é o tempo necessário
para deslocar os cabeçotes até o cilindro onde está a trilha
a ser acessada; a seleção da trilha (pelo cabeçote) é feita
eletrônicamente, em tempo zero.
• Latency Time (tlatency): é o tempo necessário para o
cabeçote se posicionar no início do setor a ser lido/escrito.
Esse tempo também é denominado de atraso rotacional
(rotational delay).
• Transfer Time (ttransfer): é o tempo necessário para
realizar a transferência dos dados (leitura ou a escrita dos
dados)
• O maior tempo gasto sempre será o tempo de Seek por ser
muito dependente de dispositivos eletromecânicos

10. 14 Disco Rígido (Continuação 2)
• Outro problema grave na performance de um HD
é o Interleaving, mas pode ser resolvido
mediante o entrelaçamento dos setores que
serão dispostos na trilha de forma a melhorar os
acessos do processador e transferência à
memória.

11. 15 Monitor de Vídeo
• Os antigos eram baseados apenas em caracteres e tinham 40 linhas
por 80 colunas, feitos por memória mapeada. Cada caracter
ocupava dois bytes de memória, o primeiro o código do caracter e o
segundo seu atributo: cor, brilhante, piscando.
• Os mais atuais são gráficos, desenham “pontos” (pixels) e formam
as diversas letras e imagens na tela, portanto cada ponto ocupa
mais que dois bytes, dependendo da capacidade de cores e
resolução suportada pelo dispositivo
• Tipos de dispositivos de vídeo: EGA, VGA, XGA e SVGA
• EGA: resolução de 640 x 480 e 16 cores (4bits)
• VGA: resolução de 800 x 600 e 256 cores (8bits)
• XGA: resolução de 800 x 600 e 65536 cores (16bits)
• SVGA: resolução até 2600 x 1800 32 bits para cor
• As primeiras placas de vídeo tinham interface PCI
• Atualmente se conectam a interface AGP - aceleradora
• Para jogos exige-se placas de vídeo especiais com aceleradores
gráficos