ENTRADA/SALIDA Relación Programa - Sistema Operativo

Entrada/Salida
Programación en C
ENTRADA/SALIDA
Prof. José A. Rodríguez Mondéjar
Prof. Álvaro Sánchez Miralles
Entrada/Salida
UPCO ICAI Departamento de Electrónica y Automática 1
Programación en C
Relación Programa - Sistema Operativo - Hardware
•
•
•
Mi función que quiere
Mi programa no maneja
hacer una operación
directamente el
de
salida por pantalla
hardware
ImpResultados()
El sistema operativo es
el que maneja el
Biblioteca
printf()
hardware (a través de PROGRAMA
driver)
Llamada al SO
El compilador
incorpora unas
SISTEMA
Driver
bibliotecas de
OPERATIVO
funciones que saben
hablar con el Sistema
Operativo (Llamada al HARDWARE
sistema operativo) para
que éste hable con el
Disco
hardware
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Entrada/Salida
Programación en C
Sistema Operativo
•
•
Primer programa que ejecuta la CPU del ordenador
– Operación de carga del sistema operativo
Presentar al usuario del ordenador una máquina virtual que
sea más fácil de utilizar y programar que el hardware
subyacente
– La estructura a nivel de hardware es difícil de programar:
• Programación de la tarjeta de video
• Programación del chip controlador del disco duro
– El SO presenta una visión sencilla del hardware
• Directorios, archivos
•
– A través de llamadas al SO se puede trabajar con la máquina
virtual
Otras tareas:
– Administrar los recursos de la máquina
• Repartir el tiempo de CPU entre diferentes tareas
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Entrada/Salida
Programación en C
Ejemplo de complejidad: Disco duro
Visto desde el hardware
Pista
Sector
Memoria
Procesador
Controlador
de disco
Disco
Cilindro
Cabeza
Disco
Visto desde el sistema operativo
Directorio raiz (D:)
MiDirectorio
CompiladorC
MiPrograma.exe
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Entrada/Salida
Programación en C
Relación en alto nivel: Buffer de caracteres (ASCII)
Visto desde el
Sistema Operativo:
ARCHIVO o FICHERO
Vector en memoria
manejado por las
funciones de
entrada/salida
Visto desde
C:
BUFFER
Fichero
Hola
mundo
Carácter de control
Disco
Buffer
H
Hola
mundo
o
l
\n
m
Carácter normal
Puntero
inicial del
buffer
Teclado y pantalla
funcionan como un
archivo: stdin y stdout
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a
u
n
d
o
\n
EOF
Indica final de fichero
= Inicio del fichero
Cada vez que se lee o escribe en el
buffer avanza el puntero
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Entrada/Salida
Programación en C
Entrada/salida en alto nivel
•
•
Toda la entrada y la salida se realiza a través de ficheros
1. Abrir el fichero (fopen)
–
–
–
–
•
•
Nombre del fichero y modo de trabajo (lectura o escritura)
Se establece la conexión a través del SO con el fichero
Se crea el buffer: vector que actúa como almacenamiento intermedio.
Se devuelve un identificado (puntero) para que el programa pueda
manejar varios ficheros
2. Escribir o leer en el fichero (fprintf, fscanf,
fgets,fputs)
– Se envía o extrae información del buffer
– Mediante los identificadores se manejan diferentes buffers
– En cada operación avanza el puntero en el buffer
3. Cerrar el fichero
– Liberar el buffer y al SO de controlar el fichero
• stdin y stdout no hay que abrirlos ni cerrarlos
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Entrada/Salida
Programación en C
Ejemplo de entrada/salida
#include <stdio.h>
main () {
char s[200];
FILE *pfic;
pfic=fopen("quijote.txt","r");
if (pfic==NULL)
return 0;
while(fgets(s,200-1,pfic)!=NULL)
fprintf(stdout,"%s",s);
while(fscanf(pfic,"%199s",s)!=EOF)
printf("%s\n",s);
fclose(pfic);
pfic=fopen("quijote.txt","r");
if (pfic==NULL)
return 0;
while(fscanf(pfic,"%199s",s)!=EOF)
printf("%s\n",s);
fclose(pfic);
return 0;
Hola esto es una prueba
de numeros 2, 3, 4
5a 4ff f4Hola
esto
es
una
prueba
de
numeros
2,
3,
4
5a
4ff
f4
}
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Entrada/Salida
Programación en C
Ejemplo de entrada/salida
Fichero donde están los prototipos de
la funciones de entrada/salida
#include <stdio.h>
main () {
char s[200];
FILE *pfic;
Puntero a la estructura de control del buffer
del fichero: sólo sirve de identificador
pfic=fopen("quijote.txt","r");
Abrir el fichero en modo lectura
if (pfic==NULL)
Comprobación de que se ha abierto correctamente
return 0;
while(fgets(s,200-1,pfic)!=NULL)
fprintf(stdout,"%s",s);
while(fscanf(pfic,"%199s",s)!=EOF)
printf("%s\n",s);
fclose(pfic);
Cerrar fichero
pfic=fopen("quijote.txt","r");
if (pfic==NULL)
return 0;
while(fscanf(pfic,"%199s",s)!=EOF)
printf("%s\n",s);
fclose(pfic);
return 0;
}
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Lectura línea a línea del fichero
Lectura secuencias de caracteres
separadas por blancos o \n.
No hace hace nada porque el puntero
ya está al final del buffer
Aquí si se realiza la lectura porque se
ha vuelto a abrir el fichero: el puntero
de control de la lectura en el buffer se
vuelve a situar al principio
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Entrada/Salida
Programación en C
Buffer del ejemplo
Al abrir el fichero (fopen) , se
crea este buffer y se sitúa el
puntero al principio
H
o
u
l
e
3
a
b
,
e
a
s
\n d
4
\n
t
o
e
5
e
n
a
fscanf
u
4
s
m
f
e
f
El buffer se destruye al cerrar el
fichero (fclose)
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u
r
n
o
f
a
s
4
p
2
r
,
EOF
No hay \n al final
de este fichero
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Entrada/Salida
Programación en C
Ejemplo de escritura (I)
#include <stdio.h>
main () {
char sFuente[20];
char sDest[20];
FILE *pficFuente;
FILE *pficDest;
int i;
printf("Nombre del fichero a copiar: ");
fscanf(stdin,"%19s",sFuente);
printf("Nombre del fichero destino: ");
fscanf(stdin,"%19s",sDest);
if ((pficFuente=fopen(sFuente,"r"))==NULL) {
printf("ERROR: Fichero %s no existe o es incorrecto\n",sFuente);
return 0;
}
Escritura
if ((pficDest=fopen(sDest,"w"))==NULL) {
printf("ERROR: Fichero %s no existe o es incorrecto\n",sDest);
fclose(pficFuente);
return 0;
}
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Entrada/Salida
Programación en C
Ejemplo de escritura (II)
La operación se realiza
carácter a carácter
while ((i=fgetc(pficFuente))!=EOF) {
if(fputc(i,pficDest)==EOF) {
printf("ERROR: Fichero %s tiene problemas\n",sDest);
fclose(pficFuente);
return 0;
}
fputc(i,stdout);
}
fclose(pficDest);
fclose(pficFuente);
return 0;
}
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Entrada/Salida
Ejemplo de escritura (III)
•
Con fgets y fputs
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Programación en C
Se lee la línea completa
incluido el \n y se le añade
\0 al final
while (fgets(s,MAXLINEA,pficFuente)!=NULL) {
if(fputs(s,pficDest)==EOF) {
printf("ERROR: Fichero %s tiene problemas\n",sDest);
fclose(pficFuente);
return 0;
}
}
fclose(pficDest);
fclose(pficFuente);
return 0;
Se escribe la cadena de
caracteres completa con
excepción del \0
}
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Entrada/Salida
Programación en C
Peligro al mezclar fscanf con fgetc o fgets
•
Ejemplo que no espera
#include <stdio.h>
Escriba algo: Hola
Pulse enter Adios
main() {
char s[100];
fprintf(stdout,"Escriba algo: ");
fscanf(stdin,"%99s",s);
Parace que no
ejecuta fgetc
fprintf(stdout,"Pulse enter ");
fgetc(stdin);
fprintf(stdout,"Adios”);
return 0;
}
•
¿Qué ocurre?
– fscanf sólo lee Hola sin el \n del final: el puntero del buffer apunta
a \n: el buffer no queda vacío
– fgetc lee un carácter del buffer: \n y devuelve el control
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Entrada/Salida
Programación en C
Entrada/Salida interactiva
• stdin:
– Cualquier función que lea de la stdin no devuelve el control hasta
que no se pulse enter. El \n correspondiente siempre aparece al
final.
– No mezclar fscanf con fgets y fgetc
• fscanf: sólo lee campos delimitados por \n, blancos y tabulador (no incl)
• fgets: lee hasta encontrar el \n incluido éste (suficiente tamaño)
• fgetc: lee un carácter del buffer, si no lo hay espera
• stdout:
•
– Dependiendo del sistema, hasta que no se escriba \n en el buffer
no aparece nada en la stdout
Los buffers se guardan en memoria
– El archivo correspondiente (de verdad, pantalla, etc) puede ser que
no se actualice hasta que no se cierre.
– Si hay un corte de luz, la información puede perderse porque no ha
sido actualizada en el archivo físico
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Entrada/Salida
Programación en C
Errores comunes en la entrada/salida
•
•
Olvidar cerrar el fichero
– Conforme se van abriendo ficheros y no se cierran, se agota la
memoria disponible en el ordenador
Creer que el puntero que devuelve fopen es el puntero
que controla la posición actual dentro del buffer
– fopen devuelve sólo un puntero a la estructura de control creada
para controlar el buffer correspondiente al fichero
– No se debe modificar porque se perdería la conexión con el fichero
– El puntero que controla la posición actual de lectura o escritura
dentro del buffer es inaccesible al usuario
•
• Sólo fscanf o fprintf o similar saben como manejar ese puntero a través
del puntero que identifica al fichero (el devuelto por fopen())
Creer que el puntero que devuelve fopen es el fichero
físico
– Por economía de palabras nos referimos a ese puntero como si
fuera nuestro fichero: es sólo la clave para acceder al fichero
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Programación en C
Fichero ASCII y fichero binario
•
Sólo se ha trabajado con ficheros ASCII
– Secuencia de bytes interpretados según la tabla ASCII
(entrada/salida con formato)
1
2
3
\n
31 32 33 0a
Contenido del buffer interpretado
Contenido del buffer tal cual
Valores en
hexadecimal
•
Ficheros binario
– La secuencia de bytes no está pensada para ser interpretada
según la tabla ASCII
– Se leen o escriben bytes o ristras de bytes
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