1. Solicitud de software: El componente de aplicación o del sistema operativo que necesita datos inicia una solicitud. Esto podría ser una lectura de archivo, una operación de escritura u otro acceso de datos. Esta solicitud se traduce en una llamada del sistema, una solicitud al kernel del sistema operativo.
2. Intervención del núcleo: El núcleo, el núcleo del sistema operativo, recibe la llamada del sistema. Verifica la solicitud (por ejemplo, asegurar que el usuario tenga permisos para acceder al archivo), traduce la solicitud en una instrucción de nivel inferior y prepara los parámetros necesarios.
3. Interacción del controlador del dispositivo: El núcleo interactúa con el controlador de dispositivo apropiado. Un controlador de dispositivo es un componente de software que actúa como intermediario entre el kernel del sistema operativo y un dispositivo de hardware específico (en este caso, el disco duro). El conductor comprende los detalles de cómo comunicarse con el controlador del disco duro.
4. DMA (acceso a la memoria directa): De manera crucial, el controlador a menudo usa DMA para transferir datos. Esta es una característica de hardware que permite que el controlador del disco duro transfiera los datos directamente hacia y desde la RAM del sistema, sin pasar por la participación de la CPU en cada transferencia de bytes. Esto es significativamente más eficiente. El controlador instruye al controlador del disco duro a través de una serie de comandos enviados a través de un bus (como SATA o NVME). Estos comandos especifican la ubicación en el disco duro (cilindro, cabeza, sector, o direccionamiento de bloque lógico en unidades modernas) y la cantidad de datos para transferir.
5. Manejo de interrupciones: Una vez que el disco duro completa la transferencia de datos (lectura o escritura), envía una señal de interrupción a la CPU. Esta interrupción señala que la transferencia de datos ha terminado y la CPU debe reanudar el procesamiento.
6. Manejo de datos: La CPU, que responde a la interrupción, cambia a una rutina de servicio de interrupción especial (ISR) asociada con el controlador del disco duro. Luego, el conductor informa al núcleo que la operación está completa. El núcleo, a su vez, pone los datos a disposición de la aplicación que lo solicitó originalmente.
7. Manejo de errores: A lo largo de este proceso, están en su lugar mecanismos de manejo de errores. El controlador del disco duro, el controlador y el núcleo tienen formas de detectar y manejar errores (por ejemplo, sectores malos, desconexiones de cables, errores de lectura).
En resumen, el sistema operativo no habla directamente con el disco duro. Utiliza un enfoque en capas:la aplicación -> kernel -> controlador de dispositivo -> controlador de hardware -> disco duro. DMA es clave para la transferencia de datos eficiente, minimizando la participación de la CPU en el movimiento de datos real. Interrume la finalización de la señal y los errores a la CPU, lo que le permite administrar múltiples tareas simultáneamente.