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Este documento aborda o gerenciamento de dispositivos de entrada e saída (e/s) em sistemas operacionais. Ele explica as camadas implementadas pelo sistema operacional para lidar com a diversidade de dispositivos, tornando as operações de e/s mais simples para o usuário. O documento também discute as chamadas explícitas e implícitas para acessar os dispositivos, o papel do subsistema de e/s em traduzir comandos gerais para comandos específicos, a necessidade de drivers de dispositivo para novos periféricos, a técnica de dma (acesso direto à memória) para transferência de dados entre memória e dispositivos sem intervenção do processador, e as diferenças entre dispositivos de bloco e de caractere. Além disso, o documento aborda os fatores que influenciam o tempo de leitura e gravação em dispositivos de armazenamento, como discos rígidos. Essa compreensão do gerenciamento de e/s é fundamental para entender o funcionamento de sistemas operacionais e projetar aplicações eficientes.
Tipologia: Exercícios
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Nome: Júlia Certorio Pereira ADS – 2º Semestre, noturno Atividade de Sistemas Operacionais E/S RESPOSTAS 1) R: Na gerência de dispositivos de E/S o sistema operacional implementa camadas que são divididas em dois grupos. O primeiro, visualiza os diversos tipos de dispositivos do sistema de um modo único. O segundo é específico para cada dispositivo e a maior parte das camadas é trabalha de forma independente do dispositivo físico. O Objetivo é tornar as operações de entrada e saída o mais simples possível para o usuário isolando a complexidade de operações específicas para cada tipo de dispositivo da camada de sistema arquivo, do SGBD ou da aplicação. 2) R: É possibilitar a comunicação com qualquer dispositivo que possa ser conectado ao computador gerando a independência da aplicação com relação a características específicas da arquitetura dos dispositivos. Assim, é possível manipular arquivos independente do dispositivo sem necessidade de alteração no código. 3) R: Chamada explícita – chama a rotina de E/S diretamente do SO por meio de um código de alto nível; Chamada implícita – mais simples que a anterior para ter acesso a um dispositivo, usa comandos de
leitura/gravação e bibliotecas de rotina, oferecidas por linguagens de alto nível. 4) R: Ele é responsável por realizar as funções comuns a todos os tipos de dispositivos isolando a complexidade das operações dos dispositivos físicos fazendo com que seja possível ao SO ser flexível, permitindo a comunicação das aplicações com qualquer periférico e gerando uma interface uniforme com camadas superiores. 5) R: Implementar a comunicação do subsistema de E/S com os dispositivos, por meio dos controladores de E/S. Ele traduz comandos gerais sobre os acessos aos dispositivos para comandos específicos. Além disso, pode inicializar o dispositivo e seu gerenciamento. 6) R: Por que sempre que um novo dispositivo é instalado no computador, é necessária a criação de um novo device drivers no sistema. 7) R: A técnica DMA permite que um bloco de dados seja transferido entre a memória principal e dispositivos de E/S sem a intervenção do processador (exceto no início e no final da transferência). Quando o sistema deseja ler/gravar um bloco de dados, o processador informa ao controlador (que faz controle e barramento) a sua localização, o dispositivo de E/S, a posição inicial da memória de onde os dados serão lidos ou gravados e o tamanho do bloco. Com isso, o controlador realiza a transferência entre periférico e memória principal , e o processador só é interrompido no final da operação. Vantagens: os programas de E/S não precisam ocupar espaço na memória principal, já que o canal de E/S possui sua própria memória; mínima intervenção nos processos e aumento na eficiência. 8) R: Os estruturados (block devices) armazenam informações em blocos de tamanho fixo, possuindo cada qual um endereço que pode ser lido ou gravado de forma independente dos demais. Eles têm acesso direto e sequencial. Já os não estruturados (Character devices) enviam ou recebem uma sequência de caracteres sem estar estruturada no formato de bloco o que implica no não acesso direto ao dado. 9) R: Eles precisam de mais tempo para localizar o bloco e fazer a operação de leitura/gravação. Em especial o disco possui três fatores em relação ao tempo de leitura e gravação que são: tempo de seek – tempo gasto no posicionamento do mecanismo de leitura e gravação até a localização do bloco; tempo de latência rotacional – tempo de espera até que o setor desejado se posicione sob o mecanismo de leitura/gravação; tempo de transferência – tempo necessário para a transferência do bloco entre a memória principal e o setor do disco. 10) R: São técnicas que otimizam operações de entrada e saída.