1.2.3 Manejo de Entrada-salida

Unidad 1: Arquitecturas de cómputo Haga clic para modificar el estilo de subtítulo del patrón

1.2 Análisis de los componentes. 1.2.3 Manejo de la entrada/salida. 1.2.3.1 Módulos de entrada/salida. 6/26/12 Por:

Ing. Juan Antonio Salinas

1.2.3.1 Módulos de entrada/salida. Una computadora no puede estar Haga clic para modificar el estilo de formado sólo por la CPU y la memoria. subtítulo del patrón Para darle alguna utilidad debe comunicarse con el mundo exterior (periféricos) a través del subsistema de entrada/salida.

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1.2.3.1 Módulos de entrada/salida. La velocidad de transmisión de datos de Haga clic para modificar el estilo de los periféricos es siempre menor que la subtítulo del patrón de la memoria y la CPU. Es necesario amortiguar esa diferencia de velocidades. Debido a la gran diversidad de periféricos no es posible incorporar toda la lógica necesaria en el computador para manejar cada uno de éstos. Los tamaños y formatos de datos de los periféricos son diferentes a los del resto del computador. 6/26/12 Por:


1.2.3.1 Módulos de entrada/salida.

Un buffer (o búfer) en informática es Haga clic para modificar el estilo de un espacio de memoria, en el que se subtítulo del patrón almacenan datos para evitar que el programa o recurso que los requiere, ya sea hardware o software, se quede sin datos durante una transferencia.

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1.2.3.1 Módulos de entrada/salida. Los datos se almacenan en un buffer Haga clic para modificar el estilo de mientras son transferidos desde un subtítulo del patrón dispositivo de entrada o justo antes de enviarlos a un dispositivo de salida. También puede utilizarse para transferir datos entre procesos, de una forma parecida a los bufferes utilizados en telecomunicaciones.

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1.2.3.1 Módulos de entrada/salida. Pueden ser implementados por software Haga clic para modificar el estilo de o hardware, aunque la gran mayoría son subtítulo del patrón del primer tipo. Normalmente se usan cuando la frecuencias de transferencia de datos es distinta a la de procesado, dependiendo de las limitaciones del sistema, o también cuando la frecuencia es variable, como en la recepción de vídeo online (streaming).

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Los buffers se utilizan, a menudo, Haga clic para modificar el estilo de conjuntamente con E/S de hardware, tal subtítulo del patrón como unidades de disco, enviar o recibir datos a/o desde una red, o reproducción de sonido en un altavoz, etc.

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Funciones Básicas del sistema Haga clic para modificar el estilo de de E/S subtítulo del patrón Selección del Direccionamiento: dispositivo correspondiente de entre todos los dispositivos presentes en el sistema.

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Funciones Básicas del sistema Haga clic para modificar el estilo de de E/S subtítulo del patrón Sincronización: Permitir que la CPU y la memoria (alta velocidad transferencia de datos) se puedan comunicar con los dispositivos de E/S (baja velocidad) sincronizando los envíos de datos entre ambos. (Inicio de la transferencia).

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Funciones Básicas del sistema Haga clic para modificar el estilo de de E/S subtítulo del patrón Transferencia: El sistema de E/S debe tener toda la circuitería y señales de comunicación apropiadas para llevar a cabo la comunicación con cada uno de los dispositivos del sistema. (Método de transferencia).

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1.2.3.1 Módulos de entrada/salida. La E/S se implementa implementa mediante:

Haga clic para modificar el estilo deque que es el Elemento Un Periférico subtítulo del patrón permite la transferencia de información entre la CPU y el mundo exterior, un módulo de E/S (controlador) y dispositivo externo.

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Haga clic para modificar el estilo de se encarga de mover El controlador subtítulo del patrón

datos entre el dispositivo periférico que controla y el buffer de almacenamiento local. El tamaño del buffer varía de un controlador a otro y depende del dispositivo que controla.

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Haga clic para modificar el estilo de Son subtítulo posiblesdel tres técnicas para las patrón

operaciones de E/S: E/S programada E/S mediante interrupciones DMA

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Haga clic para modificar el estilo de E/S Programada subtítulo del patrón

Los datos se intercambian entre el CPU y el módulo de E/S. El CPU ejecuta un programa que controla directamente la operación de E/S, incluyendo la comprobación del estado del dispositivo, el envío de la orden de lectura o escritura y la transferencia del dato. Cuando el CPU envía la orden debe esperar hasta que la operación de E/S concluya. 6/26/12 Por:




Si el CPU es más rápido, éste estará ocioso. El CPU es el responsable de comprobar periódicamente el estado del módulo de E/S hasta que encuentre que la operación ha finalizado.

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Normalmente habrá muchos dispositivos de E/S conectados al sistema a través de los módulos de E/S. Cada dispositivo tiene asociado un identificador o dirección. Cuando el CPU envía una orden de E/S, la orden contiene la dirección del dispositivo deseado. 6/26/12 Por:



Haga clic para modificar el estilo de E/S mediante subtítulo delInterrupciones patrón

El problema con E/S programada es que el CPU tiene que esperar un tiempo considerable a que el módulo de E/S en cuestión esté preparado para recibir o transmitir los datos. El CPU debe estar comprobando continuamente el estado del módulo de E/S. Se degrada el desempeño del sistema 6/26/12 Por:



E/S mediante Interrupciones

Haga clic para modificar el estilo de subtítulo del patrón

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Haga clic para modificar el estilo de E/S mediante subtítulo delInterrupciones patrón

Una alternativa es que el CPU tras enviar una orden de E/S continúe realizando algún trabajo útil. El módulo de E/S interrumpirá al CPU para solicitar su servicio cuando esté preparado para intercambiar datos. El CPU ejecuta la transferencia de datos y después continua con el procesamiento previo. 6/26/12 Por:



Procesamiento de la Interrupción

Haga clicenvía parauna modificar el interrupción estilo de al El dispositivo señal de subtítulo del patrón procesador ØEl procesador termina la ejecución de la instrucción en curso antes de responder a la interrupción. ØEl procesador comprueba si hay alguna interrupción. Si hay alguna, envía una señal de reconocimiento al dispositivo que la originó Ø

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Procesamiento de la Interrupción El procesador transferir Haga clicdebe paraprepararse modificar para el estilo de el control a la rutina interrupción. Debe guardar subtítulo delde patrón la información necesaria para continuar con el proceso en curso en el punto en que se interrumpió. Guarda en la pila del sistema el contenido de los registros, etc.

Ø

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Procesamiento de la Interrupción El procesador en el PC el laestilo dirección Haga clic carga para modificar de de inicio subtítulo del programa de gestión o servicio de del patrón interrupción solicitada. ØUna vez modificado el PC, el procesador continúa con el ciclo de instrucción siguiente. Es decir, se transfiere el control a la rutina servidora de la interrupción. ØCuando finaliza el servicio de la interrupción, se restauran los valores de los registros. Ø

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DMA (Direct Memory Access) La E/S conclic interrupciones, Haga para modificaraunque el estiloes demás subtítulo patrón eficiente que del la E/S programada, también requiere la intervención del CPU para transferir datos entre la memoria y el módulo de E/S.

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DMA (Direct Memory Access) se utiliza paramodificar dispositivos de E/S HagaDMA clic para el estilo de de del patrón alta subtítulo velocidad. E1 controlador del dispositivo transfiere un bloque de datos desde o para sus buffers de almacenamiento a memoria directamente sin intervención del CPU. Solo se produce una interrupción por bloque en lugar de tener una interrupción por cada byte (o palabra). 6/26/12 Por:



Haga clic para modificar el estilo de DMAsubtítulo (Directdel Memory patrón Access)

El controlador de DMA interrumpe el CPU cuando la transferencia ha sido terminada . El CPU interviene solo al comienzo y al final de la transferencia.

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Haga clic para modificar el estilo de Canales y patrón procesadores de subtítulo del

entrada/salida Siguiente evolución en los sistemas de E/S es tener un procesador capaz de interpretar secuencias de operaciones y de esa forma tener bajo su control un mayor número de operaciones y módulos de E/S, cada vez más complejas.

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Canales y procesadores de Haga clic para modificar el estilo de entrada/salida • El subtítulo canal del depatrón E/S es un “pequeño” procesador especializado en operaciones de E/S. Si además tiene memoria propia, entonces se lo llama procesador de E/S.

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Canales y procesadores de Haga clic para modificar el estilo de entrada/salida subtítulo del patrón • Para realizar una transferencia de E/S, la CPU primero ha de indicar qué canal de E/S ejecuta un determinado programa La CPU también debe definir el área de almacenamiento temporal, establecer una prioridad y establecer las correspondientes acciones en caso de error. 6/26/12 Por:



Canales y procesadores de Haga clic para modificar el estilo de entrada/salida subtítulo del patrón • Después de terminar la operación de E/S, el canal de E/S deja el resultado en un área de memoria y a continuación genera una interrupción para indicar que ha acabado.

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Gracias por su atención 6/26/12 Por:


1.2.3 Manejo de Entrada-salida

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