Controladores de dispositivo.

¿Cómo pueden entenderse los programas de aplicación con los dispositivos periféricos? Hay multitud de tipos y fabricantes de periféricos, esto conlleva que tanto el sistema operativo como los fabricantes de periféricos deben estandarizar el acceso a los dispositivos utilizando lo que se denominan controladores de dispositivos (drivers). El controlador o driver es un software, suministrado por el fabricante del dispositivo o bien por el desarrollador del sistema operativo. De esta manera, estos controladores actúan como interfaz entre los programas y el hardware.

Estructura de datos de la E/S.

Otro punto importante es la estructura de datos que utilizan los dispositivos periféricos para manejar la información y comunicación entre dispositivos o entre estos y la CPU. Las más utilizadas son los spools y los buffers.

• Spool: Los datos de salida se almacenan de forma temporal en una cola situada en un dispositivo de almacenamiento masivo (spool), hasta que el dispositivo periférico requerido se encuentre libre. De este modo se evita que un programa quede retenido porque el periférico no esté disponible. El sistema operativo dispone de llamadas para añadir y eliminar archivos del spool. Se utiliza en dispositivos que no admiten intercalación, como ocurre en la impresora, ya que no puede empezar una impresión hasta que no haya terminado la anterior.

• Buffers: Es para dispositivos que pueden atender peticiones de distintos orígenes. En este caso. los datos no tienen que enviarse completos, pueden enviarse porciones que el buffer retiene de forma temporal. También se utilizan para acoplar velocidades de distintos dispositivos. Así, si un dispositivo lento va a recibir información más rápido de lo que puede atenderla se emplea un buffer para retener temporalmente la información hasta que el dispositivo pueda asimilarla. Esto ocurre entre una grabadora de DVD y el disco duro, ya que la primera funciona a una menor velocidad que el segundo.

Transferencia de los datos de la E/S.

Existen distintas formas de transferir los datos de E/S en los sistemas operativos según la intervención de la CPU.  Ordenadas de menos eficientes a más eficientes son las siguientes:

• E/S programada: la CPU tiene todo el protagonismo ya que inicia y lleva a cabo la transferencia. Esta técnica repercute en la velocidad de proceso del ordenador,  porque la CPU debe dejar todo lo que está haciendo para ocuparse del proceso de entrada/salida.

• E/S por interrupciones: la CPU ejecuta la transferencia pero el inicio es pedido por el periférico que indica así su disponibilidad. La CPU no pregunta a los dispositivos sino que son estos los que la avisan cuando es necesario.

• Acceso directo a memoria (DMA): la transferencia es realizada por un controlador especializado. Esta técnica acelera enormemente el proceso de la E/S y libera a la CPU de trabajo. Lo habitual es que los datos que se quieren escribir en el dispositivo o que son leídos del dispositivo provengan o vayan a la memoria del ordenador, pues bien en este caso. la CPU inicia el proceso, pero luego el dispositivo continúa sin necesitar a la CPU, con lo que se acelera mucho el proceso de entrada/salida y se libera a la CPU del proceso.