Unidad 4


Administración de Entrada / Salida

Sistemas Operativos | Instituto Tecnológico de Tehuacán

Dra. Olga López Fortiz

4.1 Dispositivos y manejadores de dispositivos

El SO debe gestionar una variedad inmensa de hardware. Los dispositivos se clasifican principalmente en dos categorías:

Dispositivos de Bloque: Almacenan información en bloques de tamaño fijo (ej. Discos Duros, SSD). Se puede leer/escribir cada bloque de forma independiente.
Dispositivos de Carácter: Envían o aceptan un flujo de caracteres sin estructura de bloques (ej. Teclados, Ratones, Terminales). No son direccionables.

Los Manejadores (Drivers) son el software específico que permite al SO comunicarse con el controlador del hardware.

4.2 Mecanismos y funciones de los manejadores

El Driver actúa como traductor entre las peticiones abstractas del SO y los comandos de bajo nivel del dispositivo.

Funciones Principales:
  • Aceptar peticiones abstractas del software independiente del dispositivo.
  • Verificar si el dispositivo está en uso o disponible.
  • Enviar comandos a los registros del controlador.
  • Gestionar las interrupciones generadas por el hardware al terminar la tarea.

4.3 Estructuras de datos para manejo de dispositivos

Para administrar las peticiones, el SO utiliza estructuras organizadas en memoria:

Tabla de Dispositivos (Device Table): Mantiene el estado de cada dispositivo, indicando si está libre, ocupado o tiene peticiones pendientes.
Colas de Peticiones (Request Queues): Almacena las solicitudes de entrada/salida que no pueden ser atendidas de inmediato.

4.4 Operaciones de Entrada / Salida

Existen tres formas fundamentales en las que el SO realiza estas operaciones:

E/S Programada

El CPU espera activamente (polling) a que el dispositivo termine. Consume muchos ciclos de reloj.

E/S por Interrupciones

El CPU inicia la operación y se dedica a otras tareas. El hardware avisa mediante una interrupción cuando termina.

Acceso Directo a Memoria (DMA)

Un controlador especial mueve datos entre el dispositivo y la RAM sin pasar por el CPU, ideal para grandes volúmenes de datos.

🔍 Reflexión e Investigación

  1. ¿Por qué es necesario que los Drivers se ejecuten en el modo núcleo (Kernel Mode) del Sistema Operativo?
  2. ¿Cuál es la diferencia entre un puerto de E/S y la E/S mapeada en memoria?
  3. Investiga: ¿Qué es el «Spooling» y cómo ayudó a mejorar el rendimiento de las impresoras antiguas?
  4. En un sistema moderno, ¿qué ventaja ofrece el uso de Buffering (Almacenamiento intermedio) en la reproducción de video?
  5. Reflexión: ¿Cómo afectaría el rendimiento de tu PC si no existiera el controlador DMA y el CPU tuviera que mover cada bit del disco a la RAM?
  6. Investiga: ¿Qué es un controlador de interrupciones programable (PIC)?
  7. ¿Por qué los dispositivos de carácter, como el teclado, no requieren algoritmos complejos de planificación como los discos duros?
  8. Investiga: ¿Cómo gestiona el SO los dispositivos «Plug and Play» de forma dinámica?
© 2026 Material Educativo Digital | Ingeniería en Sistemas Computacionales | ITT

Abrir en otra pestaña