El Sistema de E/S maneja una arquitectura estructurada por capas, cada una de las cuales tiene una función específica y sirve de soporte a las demás, para que lo anterior se pueda llevar a cabo existen una serie de programas que permiten la comunicación y el intercambio de información entre las diferentes capas, los cuales conforman el Software de E/S.
Como se muestra en la figura los procesos de usuarios emiten peticiones de E/S al Sistema Operativo. Cuando un proceso solicita una operación de E/S, el Sistema Operativo prepara dicha operación y bloquea al proceso hasta que se produce una interrupción del controlador indicando que la operación esta completada. Las peticiones se procesan de manera estructurada en las siguientes capas: Manejador de Interrupciones, Manejadores de Dispositivos o Drives, Software de E/S Independientes de los Dispositivos y la Interfaz del Sistema Operativo.
Manejadores de Interrupciones: Tratan las interrupciones que generan los controladores de los dispositivos una vez que estos están listos para la transferencia de datos o bien han leído o escrito los datos de la memoria principal en el caso de DMA. Su función es salvar los registros, comunicar el evento al manejador del dispositivo y restaurar la ejecución de un proceso. Cuando una interrupción ocurre muy frecuentemente, caso del reloj, o cuando la cantidad de información a transferir es muy pequeña, en el caso del teclado, sería muy costoso comunicar siempre el evento al manejador de dispositivo asociado. En estos casos, el propio manejador de interrupción registra la ocurrencia del evento, bien mediante el incremento de una variable global para el reloj o la acumulación de caracteres en un buffer del teclado. La notificación al manejador se hace únicamente cada cierto número de ocurrencias del evento, el caso del reloj, o activando un flag que indica que hay datos en el buffer del teclado.
Manejadores de Dispositivos (Drivers): Cada dispositivo de E/S o cada clase de dispositivo tienen un manejador asociado en el Sistema Operativo. Un manejador incluye un código independiente del dispositivo para proporcionar al nivel superior de Sistema Operativo una interfaz de alto nivel y un código dependiente del dispositivo necesario para programar el controlador del dispositivo a través de sus registros y mandatos. La función principal del Manejador de Dispositivos es aceptar las peticiones en formato abstracto de parte del código de E/S independiente del dispositivo, traducirlas a términos que entienda el controlador y enviar al mismo las órdenes adecuadas en la secuencia correcta y esperar a que se cumplan. |
