Trabajo Practico Nº3

Organización Entrada – Salida

2 – La interface de entrada – salida proporciona un método para transferir información entre dispositivos de almacenamiento interno y de E/S externas. Los periféricos conectados a una computadora necesitan enlace de comunicación especial para funcionar como una interface con la unidad de procesamiento central. El propósito del enlace de comunicación es resolver las diferencias que existen entra la computadora centra y cada periférico.
Las diferencias principales son:
1..Los periféricos son dispositivos electromecánicos y electromagnéticos y su manera de operación es diferente a la de la CPU y la memoria, que son dispositivos electrónicos. Por lo tanto, puede requerirse una conversión de valores de señales.
2.La velocidad de transferencia de datos de los periféricos, por lo general, es menor que la velocidad de transferencia de la CPU y, en consecuencia, puede necesitarse un mecanismo de sincronización.
3.Los códigos de datos y los formatos en los periféricos son diferentes del formato de la palabra en la CPU y en la memoria.
4.Los modos de operación de los periféricos son diferentes uno de otro y cada uno debe estar controlado para no perturbar la operación de otros periféricos conectados a la CPU.

Para resolver estas diferencias, los sistemas de computadoras incluyen componentes de circuiterías especiales entre la CPU y los periféricos para supervisar y sincronizar todas las transferencias de entra y salida. Estos componentes se llaman interfaces, porque se comunican tanto con el cala del procesador como con el dispositivo periférico.

4 –

La transferencia de datos de y a periféricos puede manejarse en uno de tres modos posibles:

1 – Las operaciones de E/S programadas son el resultado de instrucciones de E/S escritas en el programa. Cada transferencia de datos se inicia mediante una instrucción en el programa. Por lo general, la transferencia es hacia y desde un registro de CPU o periférico. Se necesitan otras instrucciones para transferir los datos hacia y desde la CPU y la memoria. Una vez que se inicia una transferencia de datos, es necesario que la CPU monitoree la interface para ver cuando puede volverse a hacer una transferencia. Depende de las instrucciones programadas y ejecutadas en la CPU, observar en detalle todo lo que acontece en la unidad de interface y en el dispositivo de E/S.

2 – En el método de E/S progamada la CPU permanece en un ciclo de programa hasta que la unidad de E/S indica que esta preparada para la transferencia de datos. Este es un proceso que consume bastante tiempo porque mantiene ocupado al procesador en forma innecesaria. Puede evitarse al usar una opción de interrupción, mientras tanto la CPU puede avanzar a ejecutar otro programa. En ese lapso la interface sigue monitoreando dispositivos. Cuando la interface determina que el dispositivo esta prepara para transferencia de datos, genera una solicitud de interrupción a la computadora. Cuando se detecta la señal de interrupción externa, la CPU detiene un momento la tera que esta procesando, transfiere el control a un programa de servicio para procesar la transferencia de E/S y después regresa a la tarea que ejecutaba originalmente.

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– En el acceso directo a memoria (DMA)

, la interface transfiere datos hacia adentro y hacia fuera de la unidad de memoria por medio del canal de memoria. La CPU inicia la transferencia al proporcionar a la interface la dirección inicial y la cantidad de palabras necesarias que se van a transmitir y después avanza a ejecutar otras tareas. Cuando se hace la transferencia, el DMA solicita ciclos de memoria concede la solicitud, el DMA transfiere los datos directamente a la memoria. La CPU solo retrasa su operación de acceso a memoria para permitir la transferencia directa de E/S a memoria. Como la velocidad de los periféricos por lo general es menor que la velocidad del procesador, las transferencias a memoria de E/S no son frecuentes a comparación con el acceso a memoria del procesador.

6 –

La trasferencia de datos entre un dispositivo magnético y la memoria, con frecuencia esta limitada por la velocidad de la CPU. Quitar la CPU de la trayectoria y permitir que el dispositivo periférico maneje en forma directa los canales de memoria mejoraría la velocidad de transferencia. Esta técnica de transferencia se llama acceso directo a memoria (DMA). Durante una transferencia DMA, la CPU esta inactiva y no tiene control de los canales de memoria. Un controlador DMA funciona sobre los canales para manejar la transferencia en forma directa entre el dispositivo de E/S y la memoria.

7 – Robo de ciclo:

es una técnica alterna que permite al controlador DMA transferir una palabra de datos a la vez, después de lo cual debe retornar el control a los canales de la CPU. La CPU solo retrasa su operación por un ciclo de memoria para permitir que la transferencia de E/S de memoria directa robe un ciclo de memoria.