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MODULO DE ENTRADA Y SALIDA

CAARI TORRES, Ego Augurto.DE LA CRUZ ORIUNDO, Kelly Patricia.GUZMAN CHAVEZ, Rosmery Ntaly.HUAMANI SANTIAGO, Hayde Luisa.HUAYHUA LOBATON, Giovanna Ntaly.LAZO FLORES, Jhonatan Luis.LIMA LOAYZA, Lisset Karen.MALDONADO CANDELA, Jos Antonio.SOLGORRE CHOCCE, Cindel Telma.

NECESIDAD DE LOS MDULOS DE ENTRADA/SALIDAMDULOS DE ENTRADA Y SALIDAMdulo de entrada/salida es responsable del intercambio de datos con los perifricos. Estos mdulos tambin pueden tener una interface interna, hacia el resto de la mquina, y una o varias interfaces externas, dirigidas a distintos dispositivos.

Un computador no puede estar formado slo por la CPU y la memoria.

Para darle alguna utilidad debe de poder comunicarse con el mundo exterior. Esto se realiza a travs del subsistema de entrada/salida (mdulos de E/S).

La misin principal del subsistema de E/S es la adaptacin de los dispositivos externos para su conexin al bus del sistema.

DISPOSITIVOS EXTERNOS Tambin son denominados perifricos, y conforman toda una plyade de equipos para entrada o salida de informacin, entre otros podemos citar:- Unidades de discos rgidos- Unidades de discos flexibles- Unidades de discos pticos- Unidades de cinta magntica- Impresoras- Escaneadores, etc.

Dispositivos estos que pueden clasificarse en cinco grupos:- Memorias de masa (discos, disquettes, cintas)- Lebles por el hombre (pantallas, impresoras)

- Lebles por la mquina (escaneadores, sensores)- Comunicaciones (modems, sistemas para redes)- Accionamientos (actuadores, graficadores).TECLADOS Y MONITORES:El modo de interaccin ms comn entre el hombre y la mquina, es la combinacin teclado-monitor. El operador provee una entrada oprimiendo las teclas, lo que provoca una salida desde el teclado en forma de seales elctricas en cdigo ASCII o CCITT Alfabeto Internacional n 5 (Comit Consultatif Intrernationale de Tlgraphie et Tlphonie - Comit Asesor Internacional de Telegrafa y Telefona que actualmente ha cambiado a la denominacin UIC, o Unin Internacional de Comunicaciones) donde cada caracter est representado por un conjunto de 7 bits (8 cuando se considera el bit de paridad), lo que posibilita representar 128 caracteres distintos.

-Seales de Estado: indican el estado del dispositivo (LISTO, OCUPADO, DESCONECTADO)-Seales de Control: determinan la funcin que el perifrico debe desempear (LEER, ESCRIBIR, TRANSMITIR, RECIBIR)-Lgica de Control: controla la actuacin del dispositivo de acuerdo con las indicaciones dadas.-Trasductor: convierte los datos tanto a la forma de energa necesaria para el dispositivo, como en tamao y/o formato. Lleva asociado el buffer para poder almacenar los datos durante el tiempo necesario para realizar su funcin.Figura 1 Trasductores.

Estos datos son de dos tipos, imprimibles y de control, los primeros a su vez son los alfabticos, numricos, de puntuacin y especiales y pueden ser representados en una pantalla. Los caracteres de control permiten el ordenamiento de los imprimibles en renglones, pginas etc. as como para su transmisin.La seal elctrica es interpretada por un codificador incorporado al teclado, y entregada a la mquina a travs de la unidad de entrada. En la misma, el carcter puede ser almacenado en el mismo cdigo ASCII, y cuando es entregado mediante la unidad de salida, el transductor del dispositivo convierte las seales electrnicas al formato requerido por el para su presentacin o almacenamiento.

Figura 2 - Dispositivo externo.

En cuanto respecta a las pantallas de video, tambin existe una amplia variedad, pudiendo ser monocromticas o policromticas, con barrido simple o entrelazado y con tamaos que van desde las 12 pulgadas en adelante. Los ms empleados actualmente son los monitores color, con barrido entrelazado, de 15 pulgadas de dimetro y un paso de punto de 0,28 mm.

El paso de punto es la separacin que hay entre los centros de dos puntos sucesivos en la pantalla, lo cual tambin indica el tamao (dimetro) de cada punto.

Figura 2 DRIVERS DE DISCOS:

Como tercer elemento infaltable en todacomputadora, estn los discos, tanto elrgido como por lo menos uno flexible,an que estos ya han sido desplazadospor los discos pticos compactos y losDVD o sea los discos digitales verstiles. Su mecanismo de arrastre y lectura/escritura, es conocido como drive. El drive contiene toda la electrnica necesaria para el control, el intercambio de datos y la emisin de seales de estado, ms los mecanismos elctricos necesarios no solo para hacer girar el disco, sino tambin para mover las cabezas de lectura/escritura.

FUNCIONES DE UN MDULO DE E/SLas principales funciones caen dentro de las siguientes categoras:- Control y Atiempamiento- Comunicacin con la UCP- Comunicacin con los perifricos- Almacenamiento y adecuacin de datos.Deteccin de errores

En cualquier momento la UCP puede comunicarse con uno o mas perifricos, de forma no predecible, dependiendo de las necesidades de E/S que tenga el programa. Los recursos internos, tales como memoria principal y bus del sistema, pueden ser compartidos entre un gran nmero de actividades, incluyendo entrada/salida de datos. Adems la entrada/salida de datos incluye requerimientos de atiempamiento y control, para coordinar el trfico entre las fuentes internas y los dispositivos externos.PROCESO DE CONTROL DE LA TRANSFERENCIA DE DATOS DESDE UN DISPOSITIVO EXTERNO AL CPU

Comunicacin CPU

La transferencia de datos entre un dispositivo externo y la CPU necesita la siguiente secuencia de acciones:

La CPU pide al controlador de E/S que compruebe el estado del dispositivo externo al que est conectado.El controlador de E/S devuelve el estado del dispositivo externo.Si el dispositivo est operativo y preparado para transmitir, la CPU solicita la transferencia del dato mediante una orden al controlador de E/S.El controlador de E/S obtiene los datos del dispositivo externo.El dato se transfiere desde el controlador de E/S a la CPU.

La comunicacin con la CPU requiere:

Decodificacin de la orden. El controlador de E/S debe saber qu orden le ha enviado la CPU.Datos. El intercambio de datos entre la CPU y el controlador de E/S se realiza mediante el bus de datos.Informacin sobre el estado. Estado, errores, etc.Reconocimiento de la direccin. El controlador de E/S reconoce una direccin nica para cada uno de los perifricos que controla.

Comunicacin Dispositivo ExternoLa comunicacin con el dispositivo externo comprende rdenes, informacin del estado del dispositivo y datos.Almacenamiento temporal datosNecesario debido a las diferentes velocidades entre la interfaz interna con el computador (conexin a la memoria principal y a la CPU) y la interfaz externa (conexin con el dispositivo).Deteccin de erroresEl controlador de E/S es el responsable de la deteccin de errores y de informar a la CPU cuando ocurren.Diagrama de bloques:

Al conjunto de registros genricamente se les suele llamar puertos del controlador.

Existen tres posibilidadesde interconectar la CPUcon la memoria y con la unidad de E/S:

Utilizar un bus comn para la memoria y el sistema de E/S, pero con lneas de control independientes para cada uno.Utilizar un nico bus con lneas de control comunes.Emplear varios buses independientes, uno para la memoria y los otros para los sistemas de E/S.Sistema con varios buses:

ESTRUCTURA DE UN MDULO DE E/SEl mdulo se conecta con el resto de la mquina mediante un conjunto de lneas de seales (por ejemplo el bus del sistema). Los datos transferidos desde y hacia el mismo, son soportados por varios registros buffer. Tambin puede haber uno o varios registros de estados, que proveen la informacin del estado actual.

Algunas de estas unidades de E/S, funcionan en modo tal que la UCP prescinde del tipo de dispositivo conectado, de sus seales elctricas o componentes mecnicos, y an de su funcionamiento, como para remitir solamente seales de lectura y escritura, por lo cual puede acelerar su velocidad de operacin.

Tal mdulo, es conocido ms bien como procesador de E/S, dado que se hace cargo de la mayor parte de las tareas de ese tipo. El ms simple y primitivo, en cambio es el que controla un solo dispositivo, y es conocido como controlador de E/S, o controlador de dispositivos.18TECNICAS DE LAS OPERACIONES DE E/S:ENTRADA Y SALIDA MEDIANTES INTERRUPCIONESE/S por interrupcin: gestin de interrupciones;una interrupcin viene determinada por la ocurrencia de una seal externa que provoca la bifurcacin a una direccin especifica de memoria, interrumpiendo momentneamente la ejecucin del programa. A partir de esa direccin se encuentra la rutina de tratamiento que se encarga de realizar la operacin de E/S propiamente dicha, devolviendo despus el control al punto interrumpido del programa.

Tipos de sistemas de interrupcionesAtendiendo a la fuente que produce la interrupcin: Interrupciones hardware Internas: producidas por la CPU divisin por cero desbordamiento instruccin ilegal direccin ilegal etc. Externas: producidas por los dispositivos de E/S vectorizadas no vectorizadas Interrupciones software: producidas por la ejecucin de instrucciones de la CPU. Atendiendo al modo de obtener el vector de interrupcin: Interrupciones autovectorizadas: el vector de interrupcin es fijo, una posicin de memoria asociada a la lnea de interrupcin. Interrupciones vectorizadas: el vector de interrupcin o parte de l lo suministra el propio perifrico cuando se le reconoce la interrupcin. ACCESO DIRECTO A MEMORIA (DMA)Es una caracterstica esencial en todos los ordenadores modernos, ya que permite a dispositivos de diferentes velocidades comunicarse sin someter a la CPU a una carga masiva de interrupciones. Una transferenciaDMAconsiste principalmente en copiar un bloque de memoria de un dispositivo a otro.

CARACTERISTICAS DEL ACCESO DEL DMA Aquellas computadoras que tienen canales DMA pueden transferir datos desde y hacia los dispositivos con menos utilizacin de CPU que aquellas computadoras sin canales DMA. Bsicamente una transferencia DMA consiste en copiar un bloque de memoria de un dispositivo a otro. Esa transferencia se lleva a cabo por el controlador DMA, en lugar del CPU. El controlador DMA es generalmente un chipset de la placa madre.DMA es til en aplicaciones en tiempo real y en el procesamiento de flujos de datos.TIPOS DE TRANSFERENCIA DMA O ACCESO DIRECTO A MEMORIA

DMA por robo de cicloUna vez que la CPU concede el bus al DMA, este lo vuelve a liberar al finalizar de transferir cada palabra. Teniendo que solicitar de nuevo el permiso de uso del bus a la CPU. Esta operacin se repite hasta que el DMA finaliza la tarea. Este tipo de transferencia se suele usar en sistema que no disponen de memoria cache en la unidad de procesamiento, ya que de este modo, aunque la transferencia de datos tarda ms en realizarse, la CPU puede seguir ejecutando instrucciones.

DMA por rfagasUna vez que la CPU concede el bus al DMA, este no lo libera hasta que finaliza su tarea completamente.

Este tipo de transferencia se usa en sistemas que disponen de una memoria cache en la unidad de procesamiento, ya que mientras la CPU puede seguir trabajando utilizando la cache

DMA transparenteEsta estrategia consiste en emplear el bus del sistema cuando la CPU no lo necesita. Esto permite que la transferencia no impida que la CPU utilice el bus del sistema; pero la velocidad de transferencia es la ms baja posible.DMA Scatter-gatherEsta estrategia permite transmitir datos a varias reas de memoria en una transaccin DMA simple. Equivale al encadenamiento de mltiples peticiones DMA simples. Su objetivo es librar a la CPU la tarea de la copia de datos e interrupciones de entrada/salida mltiples. Pasos para:Activar/desactivar el Acceso directo a memoria en Windows1. Ir al Panel de Control de Windows.

2. Clic en Sistema y seguridad - Sistema.

3. Clic en Administrador de dispositivos.

4. Hacer doble clic en Controladoras ATA/ATAPI IDE.

5. En Controladoras ATA/ATAPI IDE, para cada icono que contenga la palabra Canal como parte de su etiqueta, hacer clic con el botn secundario del ratn en el icono y, luego, hacer clic en Propiedades.

6. Hacer clic en Configuracin avanzada.

7. En Propiedades de dispositivo, activar o desactivar el casillero "Habilitar DMA".

8. Aceptar.