Gestione dei Dispositivi di Input/Output e Architetture di Trasferimento Dati

Classificazione dei Dispositivi di I/O

• Leggibile: Utilizzato per la comunicazione con l'utente (stampanti, terminali, display grafici, tastiere, mouse).
• Per la lettura ottica: Usato per la comunicazione con le apparecchiature elettroniche (dischi, unità nastro, sensori, driver, attivatori).
• Comunicazione: Usato per comunicare con dispositivi remoti (driver di linea digitale, modem).

Caratteristiche Operative

• Velocità di trasferimento dati: Esistono differenze di parecchi ordini di grandezza tra le velocità di trasferimento.
• Applicazione: La gestione dipende dal contesto (es. dischi per file system, memoria virtuale o priorità di sistema).
• Complessità del controllo
• Unità di trasferimento: I dati possono essere trasferiti come flusso di byte (terminali) o in grossi blocchi (dischi).
• Rappresentazione dei dati: Schemi di codifica specifici.
• Condizioni di errore: I dispositivi rispondono agli errori in modo differente.

Tecniche di Trasferimento I/O

I/O di linea (Programmed I/O)

Il processo attende il completamento dell'operazione prima di continuare.

I/O basato su interruzioni

• Generato per un periodo di I/O.
• Il processore continua ad eseguire le istruzioni.
• Il modulo di I/O invia un interrupt quando ha completato il lavoro.

Direct Memory Access (DMA)

Il DMA permette lo scambio di dati tra la memoria principale e il modulo I/O senza il coinvolgimento costante del processore.

• Il processore invia una richiesta di trasferimento di un blocco di dati e viene interrotto solo al termine dell'operazione.
• Il processore è coinvolto solo all'inizio e alla fine del trasferimento.

Buffer di I/O

Strategia utilizzata perché i processi devono attendere il completamento dell'operazione e alcune pagine devono rimanere nella memoria principale durante l'I/O.

• Block-Oriented: Archivia informazioni in blocchi di dimensioni fisse (usato per dischi e nastri).
• Stream-Oriented (flusso di caratteri): Trasferisce dati come flusso di byte (usato per terminali, stampanti, mouse).

Memoria Secondaria e Hardware

Vantaggi rispetto alla memoria principale

• Capacità di archiviazione molto maggiore.
• Costo basso per bit.
• L'informazione non viene persa allo spegnimento del computer.

Organizzazione dei Dischi

I dischi sono organizzati in cilindri, tracce e settori.

• Tutti i settori hanno un numero pari di byte.
• Ricerche sovrapposte: Mentre il software prevede la ricerca su un'unità, il controller può avviare una ricerca su un'altra, ottimizzando le prestazioni di lettura/scrittura.