Planificación de Discos

Se añade un controlador o módulo de entrada/salida programada sin interrupciones.  El CPU se aísla de los detalles específicos de las interfaces en dispositivos externos.

3. Se emplean interrupciones.  Ahora el procesador no tiene que desperdiciar tiempo esperando a que se realice una operación de entrada/salida, incrementando así la eficiencia.

4. El módulo de entrada/salida recibe el control directo de la memoria a través de DMA (Direct Access Memory).  Ahora puede mover un bloque de datos de la memoria o desde la misma sin que intervenga el procesador, excepto al principio y al final de la transferencia.

5. Se mejora el módulo de entrada/salida hasta llegar a ser un procesador separado con un conjunto de instrucciones especializadas para entrada/salida.  El CPU ordena al procesador de entrada/salida la ejecución de un programa de E/S en la memoria principal.  El procesador de entrada/salida lee y ejecuta estas instrucciones sin intervención del procesador.  Esto permite al procesador especificar una secuencia de actividades de e/s e interrumpirla sólo cuando haya terminado la secuencia entera

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6. El módulo de entrada/salida posee su propia memoria local y es, de hecho, un computador independiente.  Con esta arquitectura se pueden controlar un gran número de dispositivos de entrada/salida, con una participación mínima del procesador.

A medida que se sigue en esta evolución, una mayor parte de las funciones de entrada/salida se realiza sin la participación del procesador.  El procesador central se ve liberado cada vez más de las tareas relacionadas con la entrada/salida, mejorando así el rendimiento.

Cuando la unidad de disco está operando, el disco gira a una velocidad constante. Para leer o escribir la cabeza debe ponerse en la pista deseada, al comienzo del sector pertinente.  Si el sistema es de cabezas móviles, hay que mover la cabeza para elegir la pista.  Si el sistema es de cabezas fijas, habrá que seleccionar electrónicamente una de ellas.  En un sistema de cabezas móviles, el tiempo que se tarda en ubicar la cabeza en la pista se llama tiempo de búsqueda. En cualquier caso, una vez que se ha seleccionado la pista, el controlador del disco esperará hasta que el sector apropiado se alinee con la cabeza en su rotación. El tiempo que tarda el comienzo del sector en llegar hasta la cabeza se conoce como retardo de giro,  o latencia de giro.  La suma del tiempo de búsqueda y el retardo de giro es el tiempo de acceso, es decir, el tiempo que se tarda en llegar a la posición de lectura o escritura.  Una vez que la cabeza está ubicada, se puede llevar a cabo la operación de lectura o escritura a medida que el sector se mueve bajo la cabeza; esta es la parte de transferencia real de datos de la operación.

Además del tiempo de acceso y del tiempo de transferencia, existen algunos retrasos en las colas que normalmente tienen asociadas una operación de E/S a disco.  Cuando un proceso emite una solicitud de E/S, primero debe esperar en una cola a que el dispositivo esté disponible.  En ese momento, el dispositivo queda asignado al proceso.  Si el dispositivo comparte un único canal de E/S o un conjunto de canales con otras unidades del disco, puede producirse una espera adicional hasta que el canal esté disponible.  En ese punto se realizará la búsqueda con que comienza el acceso al disco.