5.4.2 HARDWARE DE DISCOS

Los discos están organizados en cilindros, pistas y sectores.
El número típico de sectores por pista varía entre 8 y 32 (o más).
Todos los sectores tienen igual número de bytes.
Los sectores cercanos a la orilla del disco serán mayores físicamente que los cercanos al anillo.
Un controlador puede realizar búsquedas en una o más unidades al mismo tiempo:
• Son las búsquedas traslapadas.
• Mientras el controlador y el software esperan el fin de una búsqueda en una unidad, el controlador puede iniciar una búsqueda en otra.
Muchos controladores pueden:
• Leer o escribir en una unidad.
• Buscar en otra.
Los controladores no pueden leer o escribir en dos unidades al mismo tiempo.
La capacidad de búsquedas traslapadas puede reducir considerablemente el tiempo promedio de acceso.
Operación de Almacenamiento de Disco de Cabeza Móvil
Los datos se graban en una serie de discos magnéticos o platos
El eje común de los discos gira a una velocidad del orden de las 4.000 o más revoluciones por minuto.

Se lee o escribe mediante una serie de cabezas de lectura - escritura (ver Figura 5.4 []):
• Se dispone de una por cada superficie de disco.
• Solo puede acceder a datos inmediatamente adyacentes a ella:
o La parte de la superficie del disco de donde se leerá (o sobre la que se grabará) debe rotar hasta situarse inmediatamente debajo (o arriba) de la cabeza de lectura - escritura.
o El tiempo de rotación desde la posición actual hasta la adyacente al cabezal se llama tiempo de latencia.
Todas las cabezas de lectura - escritura están montadas sobre una barra o conjunto de brazo móvil:
• Puede moverse hacia adentro o hacia afuera, en lo que se denomina operación de búsqueda.
• Para una posición dada, la serie de pistas accesibles forman un cilindro vertical.
A los tiempos de búsqueda y de latencia se debe agregar el tiempo de transmisión propiamente dicha
El tiempo total de acceso a un registro particular:
• Involucra movimientos mecánicos.
• Generalmente es del orden de centésimas de segundo, aunque el tiempo de latencia sea de algunas milésimas de segundo (7 a 12 aproximadamente).

5.5 RELOJES

Los relojes o cronómetros son esenciales para la operación de sistemas de tiempo compartido .
Registran la hora del día.
Evitan que un proceso monopolice la cpu.
El software para reloj toma generalmente la forma de un manejador de dispositivo, aunque no es un dispositivo de bloque ni de caracter.
Los relojes más sencillo trabajan con la línea de corriente eléctrica de 110 o 220 voltios y provocan una interrupción por cada ciclo de voltaje, a 50 o 60 hz.
Otro tipo de relojes consta de tres componentes:
• Un oscilador de cristal, un contador y un registro.
• Una pieza de cristal de cuarzo se monta en una estructura bajo tensión:
o Genera una señal periódica de muy alta precisión, generalmente entre 5 y 100 mhz.
o La señal se alimenta en el contador para que cuente en forma descendente hasta cero.
o Cuando el contador llega a cero, provoca una interrupción de la cpu.
Los relojes programables tienen varios modos de operación:
• Modo de una instancia:
o Cuando el reloj se inicializa, copia el valor del registro en el contador.
o Decrementa el contador en cada pulso del cristal.
o Cuando el contador llega a cero provoca una interrupción y se detiene hasta ser nuevamente inicializado por el software.
• Modo de onda cuadrada:
o Luego de llegar a cero y provocar la interrupción, el registro se copia de manera automática en el contador.
o Todo el programa se repite en forma indefinida.
o Las interrupciones periódicas se llaman marcas del reloj.
La ventaja del reloj programable es que su frecuencia de interrupción puede ser controlada por el software.
Las principales funciones del software manejador del reloj son:
• Mantener la hora del día o tiempo real.
• Evitar que los procesos se ejecuten durante más tiempo del permitido.
• Mantener un registro del uso de la cpu.
• Controlar llamadas al sistema tipo “alarm” por parte de los procesos del usuario.
• Proporcionar cronómetros guardianes de partes del propio sistema.
• Realizar resúmenes, monitoreo y recolección de estadísticas.
El software manejador del reloj puede tener que simular varios relojes virtuales con un único reloj físico.

5.5.2 SOFTWARE DE RELOJ

El software para reloj toma generalmente la forma de un manejador de dispositivo, aunque no es un dispositivo de bloque ni de caracter.
Las principales funciones del software manejador del reloj son:
• Mantener la hora del día o tiempo real.
• Evitar que los procesos se ejecuten durante más tiempo del permitido.
• Mantener un registro del uso de la cpu.
• Controlar llamadas al sistema tipo “alarm” por parte de los procesos del usuario.
• Proporcionar cronómetros guardianes de partes del propio sistema.
• Realizar resúmenes, monitoreo y recolección de estadísticas.

5.5.3 MANEJADOR DEL RELOJ

El software manejador del reloj puede tener que simular varios relojes virtuales con un único reloj físico.

Las funciones del manejador de reloj son, entre otras:

1. Conservación de la hora del día.

2. Prevención de que los procesos se ejecuten más tiempo del que tienen autorizados.

3. Conteo para uso de la CPU.

4. Manejo de la llamada al sistema alarm que hacen los procesos de los usuarios.

5. Provisión de cronómetros guardianes para cuidar partes del sistema en sí.

6. Realización de perfiles, monitoreo y recolección de estadísticas.

5.6 TERMINALES

Las terminales tienen gran número de formas distintas:
• El manejador de la terminal debe ocultar estas diferencias.
• La parte independiente del dispositivo en el S. O. y los programas del usuario no se tienen que reescribir para cada tipo de terminal.
Desde el punto de vista del S. O. se las puede clasificar en:
• Interfaz RS-232:
o Hardcopy (terminales de impresión).
o TTY “de vidrio” (terminales de video).
o Inteligente (computadoras con cpu y memoria).
• Interfaz mapeada a memoria:
o Orientada a caracteres.
o Orientada a bits.
Las terminales RS-232 poseen un teclado y un monitor que se comunican mediante una interfaz serial, un bit a la vez; las conversiones de bits a bytes y viceversa las efectúan los chips uart (transmisores - receptores asíncronos universales).
Las terminales mapeadas a memoria:
• No se comunican mediante una línea serial.
• Poseen una interfaz mediante una memoria especial llamada video RAM:
o Forma parte del espacio de direcciones de la computadora.
o La cpu se dirige a ella como al resto de la memoria.
o En la tarjeta de video RAM hay un chip llamado controlador de video:
 Extrae bytes del video RAM y genera la señal de video utilizada para manejar la pantalla.
 El monitor genera un rayo de electrones que recorre la pantalla pintando líneas.
 Cada línea está constituida por un cierto número de puntos o pixeles.
 La señal del controlador de video modula el rayo de electrones y determina si un pixel debe estar o no iluminado.
 Los monitores de color poseen tres rayos (rojo, verde y azul) que se modulan independientemente.
En las pantallas mapeadas a caracteres:
• Cada caracter en la pantalla equivale a dos caracteres de RAM:
o Uno aloja al código (ASCII) del caracter por exhibir.
o Otro es el byte de atributo, necesario para determinar el color, el video inverso, el parpadeo, etc.
En las terminales mapeadas a bits:
• Se utiliza el mismo principio.
• Cada bit en el video RAM controla en forma directa un solo pixel de la pantalla.
• Permite una completa flexibilidad en los tipos y tamaños de caracteres, varias ventanas y gráficos arbitrarios.
Con las pantallas mapeadas a memoria, el teclado se desacopla totalmente de la pantalla:
• El teclado dispone de su propio manejador.
• El manejador del teclado puede operar en modo caracter o en modo línea.
Las terminales pueden operar con una estructura central de buffers o con buffers exclusivos para cada terminal.

5.6.1 HARDWARE DE TERMINALES

HARDWARE DE TERMINALES
Frecuentemente los manejadores de terminales soportan operaciones tales como:
• Mover el cursor hacia arriba, abajo, a la izquierda o a la derecha una posición.
• Mover el cursor a x,y.
• Insertar un caracter o una línea en el cursor.
• Eliminar un caracter o una línea en el cursor.
• Recorrer la pantalla hacia arriba o hacia abajo “n” líneas.
• Limpiar la pantalla desde el cursor hacia el final de la línea o hasta el final de la pantalla.
• Trabajar en modo de video inverso, subrayado, parpadeo o normal.
• Crear, construir, mover o controlar las ventanas.

5.6.2 MANEJADORES

Proporcionan operaciones de alto nivel sobre los dispositivos y las traducen en su ámbito interno a operaciones de control de cada dispositivo particular.

Cada uno de estos componentes se considera un objeto del sistema, por lo que habitualmente todos los sistemas operativos permiten modificar el sistema operativo de forma estática o dinámica para reemplazar, añadir o quitar manejadores de dispositivos. Sin embargo, por razones de seguridad no se permite a las aplicaciones de usuario acceder directamente a los dispositivos, sino a través de la interfaz de llamadas al sistema.