Actividad 4 - Características de Hardware de E/S.

La computadora se compone de dos partes principales, el hardware y el software.

Hardware: Hardware son todos aquellos componentes físicos de una computadora, todo lo visible y tangible. Algunos componentes del hardware son:

Teclado: Dispositivo de entrada más comunmente utilizado que encontramos en todos los equipos computacionales. El teclado se encuentra compuesto de 3 partes: teclas de función, teclas alfanuméricas y teclas numéricas.

Mouse: Es el segundo dispositivo de entrada más utilizado. El mouse o ratón es arrastrado a lo largo de una superficie para maniobrar un apuntador en la pantalla del monitor.

CPU: El CPU (Central Proccesor Unit) es el responsable de controlar el flujo de datos (Actividades de Entrada y Salida E/S) y de la ejecución de las instrucciones de los programas sobre los datos. Realiza todos los cálculos (suma, resta, multiplicación, división y compara números y caracteres). Es el "cerebro" de la computadora.

Las computadoras usan 2 tipos de memoria primaria:

ROM (read only memory): memoria de sólo lectura, en la cual se almacena ciertos programas e información que necesita la computadora las cuales están grabadas permanentemente y no pueden ser modificadas por el programador.

RAM (Random access memory): memoria de acceso aleatorio, la utiliza el usuario mediante sus programas, y es volátil. La memoria del equipo permite almacenar datos de entrada, instrucciones de los programas que se están ejecutando en ese momento, los dato s resultados del procesamiento y los datos que se preparan para la salida. Los datos proporcionados a la computadora permanecen en el almacenamiento primario hasta que se utilizan en el procesamiento. Durante el procesamiento, el almacenamiento primario almacena los datos intermedios y finales de todas las operaciones a ritméticas y lógicas.

Monitores: El monitor ó pantalla de vídeo, es el dispositivo de salida más común. Hay algunos que forman parte del cuerpo de la computadora y otros están separados de la misma.

Impresoras: Dispositivo que convierte la salida de la computadora en imágenes impresas. Las impresoras se pueden dividir en 2 tipos: las de impacto y las de no impacto.

Software: El software es el conjunto de instrucciones que las computadoras emplean para manipular datos. Sin el software, la computadora sería un conjunto de medios sin utilizar. Al cargar los programas en una computadora, la máquina actuará como si recibier a una educación instantánea; de pronto "sabe" cómo pensar y cómo operar.

El Software es un conjunto de programas, documentos, procedimientos, y rutinas asociados con la operación de un sistema de computo. Distinguiéndose del hardware. Comúnmente a los programas de computación se les llama software; el software asegura que el programa o sistema cumpla por completo con sus objetivos, opera con eficiencia, esta adecuadamente documentado, y suficientemente sencillo de operar. Es simp lemente el conjunto de instrucciones individuales que se le proporciona al microprocesador para que pueda procesar los datos y generar los resultados esperados.

El hardware por si solo no puede hacer nada, pues es necesario que exista el software, que es el conjunto de instrucciones que hacen funcionar al hardware.

Fuente:

http://www.e-mas.co.cl/categorias/informatica/defcomp.htm

Actividad 3. Problemas para el manejo de dispositivos de E/S.

Problemas de Uso Compartido

Otro problema que se presenta con frecuencia, es cuando distintas aplicaciones intentan acceder a un dispositivo (ya sea para escribir o leer datos) pero éste se encuentra en uso por otro programa, y el Sistema tiene que bloquearlo, como con el caso de la memoria protegida, para que sea utilizable hasta que un programa detenga su uso.

Problemas con Buffers

Uno de los principales problemas que se presenta es el del manejo de buffers, y consiste en determinar tan pronto como sea posible que un dispositivo de entrada y salida ha finalizado una operación. Este problema se resuelve mediante las interrupciones. Tan pronto como un dispositivo entrada y salida acaba con una operación interrumpe a la CPU, en ese momento la CPU detiene lo que está haciendo e inmediatamente transfiere el control a una posición determinada.

Problemas al momento de manejar archivos

Uno de los problemas mas frecuentes en el manejo de archivos son los DEADLOCK, un deadlock es una situación no deseada de espera indefinida y se da cuando en un grupo de procesos, dos o más procesos de ese grupo esperan por llevar a cabo una tarea que será ejecutada por otro proceso del mismo grupo, entonces se produce el bloqueo. Los bloqueos se dan tanto en los sistemas operativos tradicionales como en los distribuidos, solo que en estos últimos es más difícil de prevenirlos, evitarlos e incluso detectarlos, y si se los logra detectar es muy complicado solucionarlos ya que la información se encuentra dispersa por todo el sistema.

Una vez que un deadlock se detecta, es obvio que el sistema está en problemas y lo único que resta por hacer es una de dos cosas: tener algún mecanismo de suspensión o reanudación que permita copiar todo el contexto de un proceso incluyendo valores de memoria y aspecto de los periféricos que esté usando para reanudarlo otro día, o simplemente eliminar un proceso o arrebatarle el recurso, causando para ese proceso la pérdida de datos y tiempo.

Existen tambien varias causas para que los dispositivos de E/S presenten errores, como lo son drivers desactualizados y/o una mala instalación de éstos; que el sistema intente utilizar de una manera incorrecta/incompatible el dispositivo en cuestión, o daño físico del periférico.

• FALLA: EL EQUIPO NO DA VIDEO.
  Verifique el cable de alimentación de AC (Cable A) y que el monitor este encendido.Trate de ubicar un cable para monitor que usted sepa que esta bueno (Cable B). Si con el cable A el monitor no enciende y con el cable B en monitor enciende, entonces el Cable A probablemente este abierto por dentro, en este caso asegúrese con un multímetro y reemplaza el cable.
  
  
• 
   FALLA: LAS IMÁGENES DEL MONITOR NO TIENEN TODOS LOS COLORES.
  Verifique que los controladores de video del adaptador de video estén bien instalados.Esto se hace viendo las propiedades del Sistema desde Windows en la opción Administrador de Dispositivos de la categoría Sistema del Panel de Control. Si tiene un signo de exclamación, significa que a) Los controladores del Dispositivo no están instalados correctamente, b) El dispositivo tiene un conflicto de recursos (IRQ)  direcciones de memorias, c) la configuración del adaptador de video no esta bien y se corrige en las propiedades de la pantalla en la opción Configuración, asignando los colores a 16.000.000 o mas colores.
  
  
  
• 
  
•  FALLA: EL PUNTERO DEL MOUSE NO SE MUEVE 
  ·Verifique que el cable del Mouse este correctamente instalado en sus puerto. Revise los controladores del Mouse en el administrador de dispositivos.
  ·Asegúrese que el puerto COMM1 este habilitado en el BIOS del PC.
  ·Chequee que la faja de interfaz del puerto COMM1 este conectada correctamente en la tarjeta madre y que este funcionando.
  ·Destape el mouse y revise que los lectores ópticos este derechos y el cable no este abierto por dentro con un multímetro.
  ·Cerciórese que el Mouse no este utilizando los mismo recurso de otros dispositivos.
  
  
  
• FALLA: TECLADO NO RESPONDE 
  ·Reinicie el equipo. Posiblemente Windows que colgó y el teclado no respondía. 
  ·Presione la tecla DEL para verificar si el teclado responde en modo MS-DOS. Debería entrar en la CMOS o BIOS del equipo. 
  ·Verifique el no exista un administrador de políticas del sistema o Virus que deshabilite el teclado al cargar Windows.  Muchos administradores de Sistemas deshabilitan el teclado en el archivo MS-DOS.SYS. 
  ·Verifique el cable del teclado con un multímetro  Si esta abierto uno de sus cable internos, debería reemplazar el cable completo por otro de igual modelo o reparar la parte dañada pero con estética. OJO. Nunca coloque otro cable diferente porque podría quemar el teclado y su puerto en la tarjeta madre cuando lo conecte. 

Fuentes:

http://sisinfo.itc.mx/users/ISCSO/eq10/Tema3-Prob_ES.html

Dispositivos y manejadores de dispositivos mediante conceptos e imagenes.

Dispositivos de bloques.

Un dispositivo de bloques, en informática, es un componente de la computadora en el que los datos se transmiten en conjuntos indivisibles en la comunicación con la unidad central de proceso.

Un ejemplo típico de dispositivo de bloque es un disco duro, que está ordenado internamente en sectores que típicamente son de 512 bytes, y al escribir o al leer del disco es necesario transferir esa cantidad de información como conjunto.

Dispositivos de Caracteres.

Un dispositivo de caracteres, en informática es un componente del ordenador que se comunica con la unidad central de proceso por medio de bytes individuales.

Ejemplos de dispositivos de caracteres son impresoras y teclados, que permiten el manejo de un solo byte a la vez.

Manejadores de Dispositivos.

Cada controlador posee uno o más registros de dispositivos:

• Se utilizan para darle los comandos.
• Los manejadores de dispositivos proveen estos comandos y verifican su ejecución adecuada.

La labor de un manejador de dispositivos es la de:

• Aceptar las solicitudes abstractas que le hace el software independiente del dispositivo.
• Verificar la ejecución de dichas solicitudes.

Si al recibir una solicitud el manejador esta ocupado con otra solicitud, agregara la nueva solicitud a una cola de solicitudes pendientes. 
La solicitud de e / s, por ej. para un disco, se debe traducir de términos abstractos a términos concretos:

• El manejador de disco debe: (ver figura 4.1.2)
• Estimar el lugar donde se encuentra en realidad el bloque solicitado.
• Verificar si el motor de la unidad funciona.
• Verificar si el brazo esta colocado en el cilindro adecuado, etc.
• Resumiendo: debe decidir cuales son las operaciones necesarias del controlador y su orden.
• Envía los comandos al controlador al escribir en los registros de dispositivo del mismo.
• Frecuentemente el manejador del dispositivo se bloquea hasta que el controlador realiza cierto trabajo; una interrupción lo libera de este bloqueo.
• Al finalizar la operación debe verificar los errores.
• Si todo esta o.k. transferirá los datos al software independiente del dispositivo.
• Regresa información de estado sobre los errores a quien lo llamo.
• Inicia otra solicitud pendiente o queda en espera.

Actividad 2 - Mecanismos y Funciones de los Manejadores de Dispositivos.

                                                        Imagen 4.1

¿Qué es un Device Driver? 

En inglés “Device Drivers”, son piezas de software que se adicionan a los sistemas operativos para permitirles operar dispositivos.  Los viejos kernels monolíticos manejaban un conjunto limitado de dispositivos  En la actualidad un S.O. debe operar gran multiplicidad de dispositivos, algunos inexistentes cuando el S.O. fue diseñado.Una pieza de software que nos permite acceder a servicios de uno o mas dispositivos. Puede ser provisto por el fabricante del S.O., por el fabricante del dispositivo o por terceros, o incluso, fabricado por el usuario. Es fuertemente dependiente de la plataforma y del dispositivo, y generalmente no es “portable”.

Funciones.

Funciones generalmente realizadas por el software independiente del dispositivo:

• Interfaz uniforme para los manejadores de dispositivos.
• Nombres de los dispositivos.
• Protección del dispositivo.
• Proporcionar un tamaño de bloque independiente del dispositivo.
• Uso de buffer.
• Asignación de espacio en los dispositivos por bloques.
• Asignación y liberación de los dispositivos de uso exclusivo.
• Informe de errores.

Clases.

● Kernel Space: el DD es integrado al código del Kernel del SO, y corre en la región de memoria y con el nivel de privilegio de Kernel. Las fallas del DD pueden comprometer la estabilidad de todo el sistema.

● User Space: el DD corre como una aplicación de usuario, sin privilegios especiales y en su espacio de memoria propio.

Los DD deben transferir datos desde o hacia la periferia -un disco rígido, un enlace de comunicaciones o un sensor- a la memoria del computador en forma eficiente y previsible 

Ciclo de vida.

Un DD puede estar integrado en forma rígida con el SO o puede ser cargado y descargado bajo demanda. 

● Ejemplo del primer caso son los DD de discos internos de una computadora 

● Ejemplo del segundo caso es el de los dispositivos “plug-and-play”.

Marcos de desarrollo.

Por la complejidad inherente al desarrollo de DD, los sistemas operativos modernos brindan entornos de programación que proveen funcionalidades de base y permiten al diseñador de DD centrarse en el manejo del dispositivo.

Consisten en especificaciones, librerías y herramientas a disposición del diseñador.

Fuentes: 

https://sites.google.com/site/materiasisoperativo/unidad-4-administracion-de-entrada-salida/4-2-mecanismos-y-funciones-de-los-manejadores-de-dispositivos-device-drivers