Gerência de Entrada & Saída

1.

Explique o que é tempo de seek e quais são as técnicas usadas pelos dispositivos de E/S para reduzí-lo, comparando-as.

2.

Quais são os níveis nos quais se divide o sistema que cuida da entrada e saída de dados em um sistema operacional multiprogramado como Unix? Quais são as funções principais de cada nível?

3.

Um disco que gira a 300 rpm tem 8 setores de 512 bytes/trilha, os quais são duplamente intercalados, isto é, os setores são distribuídos nas trilhas segundo a sequência 0-3-6-1-4-7-2-5-0 (há 2 setores físicos entre cada par de setores lógicos consecutivos). Qual é o tempo gasto para ler todos os setores em ordem, supondo que a cabeça de leitura já está posicionada sobre a trilha e que 1/2 rotação é necessária para que o setor 0 fique alinhado com a cabeça? Qual é a taxa de transferência de dados? Repita o problema para o caso do mesmo disco, mas com setores não intercalados, e discuta a mudança na taxa de transferência.

4.

O que você entende sobre independência de dispositivo? Quais são as vantagens e desvantagens desta abordagem?

5.

Em qual camada de software de E/S é feita cada uma das operações abaixo?
(a) Cálculo do cilindro, trilha e setor para uma leitura em disco.
(b) Gerência de um cache de blocos recentemente usados.
(c) Escrita de comandos em registros de controladores de dispositivos.
(d) Verificação da permissão do usuário (processo) para usar certo dispositivo.
(e) Conversão de inteiros binários em ASCII para impressão.

6.

Explique o que são e compare os dispositivos de bloco e dispositivos de caracter.

7.

Quanto tempo é necessário para carregar um programa de 64K do disco se o tempo médio de posicionamento da cabeça de leitura/gravação é de 30 ms, o disco gira a 3000 rpm e suas trilhas de 32K são divididas em setores de 4K? Considere que as páginas a serem carregadas são de 4K e que elas estão distribuídas aleatoriamente pelo disco.

8.

O que mudaria e o que nao mudaria em um sistema operacional caso o custo por megabyte de memorias em silicio ficasse abaixo do custo por megabyte em disco magnetico. Considere que a memoria é volatil.

9.

Repita o exercicio anterior considerando agora que a memoria em silicio nao é volatil.

10.

Explique o que é entrada e saida mapeada em memoria e apresente (com justificativa) uma vantagem e uma desvantagem desta abordagem.

11.

Explique o que é DMA e mostre em detalhes todos os passos envolvidos na execucao de uma operacao DMA.

12.

Compare os codigos em C de E/S por Programacao e por Interrupcao apresentados nos slides do Cap. 5 (Entrada e saida) e mostre qual seria a vantagem que um teria sobre o outro.

13.

Compare os codigos em C de E/S por Interrupcao e usando DMA apresentados nos slides do Cap. 5 (Entrada e saida) e mostre qual seria a vantagem que um teria sobre o outro.

14.

Explique porque é vantajoso utilizar uma interface padrao entre o sistema operacional e os device drivers.

15.

Haveria alguma vantagem em nao se utilizar uma interface padrao entre o SO e os device drivers? Quais?

16.

Por que na especificacao de um disco de grande porte encontramos um numero medio de setores por trilha e nao um numero exato?

17.

Calcule o numero de discos (pratos) dupla-face contidos no sistema de disco rigido WD18300 apresentado nos slides do Cap. 5.

18.

Explique o que sao e justifique a necessidade de ``zonas de setores'' em discos.

19.

Explique como é usado o campo ``Preamble'' presente em cada setor do disco.

20.

Explique como é usado o campo ``ECC'' presente em cada setor do disco.

21.

Por que é recomendavel haver um deslocamento na numeracao de setores entre trilhas diferentes?

22.

Explique o que é RAID.

23.

Descreva o funcionamento de cada um dos 6 niveis RAID (de 0 a 5).

24.

Apresente e justifique pelo menos duas vantagens de cada um dos 6 niveis RAID.