Arquitectura De Computadoras

1.2.3 Manejo de la entrada/salida
Módulos E/S
Este módulo tiene dos funciones principales Fig (1)

Realiza la interfaz entre el procesador y la memoria a través del bus del sistema o un conmutador central.
Realiza la interfaz entre uno o más dispositivos periféricos mediante enlaces de datos específicos.










Dispositivos Externos
Las operaciones de E/S se realizan através de una amplia gama de dispositivos que proporcionan una forma de intercambiar datos entre el exterior y la computadora .Un dispositivo externo se conecta a la computadora mediante un enlace a un módulo de E/S (Fig 1 ). El enlace se utiliza para intercambiar señales de control, estado, y datos entre el módulo de E/S y el dispositivo externo. Un dispositivo externo conectadoa un módulo de E/S frecuentemente se denomina DISPOSITIVI PERIFÉRICO o simplemente PERIFÉRICO.

En un sentido amplio, los dispositivos externos se pueden clasificar en tres categorías:
De interacción Humana
De interacción de máquinas: permiten la comunicación con elementos del equipo.
De comunicación: permiten la comunicación con dispositivos remotos

En términos muy generales, laforma de un dispositivo externo se indica en la Fig 2. La conexión con el módulo de E/S se realiza a través de señales de control, estado y datos. Los datos de intercambian en forma de un conjunto de bits que son enviados a, o recibidos desde, el módulo de E/S. Las señales de control determinan la función que debe realizar el dispositivo, tal como enviar datos al módulo de E/S, ENTRADAS(<>) o Lectura (<>), aceptar datos desde el módulo de E/S, SALIDA (<

>) o ESCRITURA (<>), indicar el estado o realizar alguna función de control particular del dispositivo. Los datos son el conjunto de bits a ser enviados o recibidos del módulo de E/S. las señales de estado indican el estado del dispositivo. Como ejemplos están la LISTON/NO –LISTO(<>) que indica si el dispositivo está preparado para la transferencia de datos.


Función de modelo E/S
Las funciones o requerimientos principales de los módulos de E/S se agrupan en las siguientes categorías:
• Control y temporización.
• Comunicación con la CPU.
• Comunicación con los periféricos.
• Buffer de datos.
• Detección de errores.

En cualquier momento el procesador puedecomunicarse con uno o más dispositivos externos en cualquier orden, según las necesidades de E/S del programa. Los recursos internos, tales como la memoria principal y el bus del sistema, deben compartirse entre distintas actividades incluyendo la E/S de datos. Así, la función del E/S incluye ciertos requisitos de control y temporización, para coordinar el tráfico entre los recursos internoy los dispositivos externos.
El control de transferencia de datos entre un periférico y la CPU debe seguir la siguiente secuencia:







1. La CPU pide al módulo E/S el estado del periférico deseado.
2. El módulo E/S proporciona el estado.
3. Si el periférico está listo, la CPU solicita la transferencia de datos
Por medio de un comando al módulo E/S.
4. El módulo E/S obtiene el dato delperiférico.
5. El dato se transfiere desde el módulo a la CPU.


Comunicación CPU
La comunicación con la CPU requiere:
Decodificación de la orden. El controlador de E/S debe saber qué 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.
Información sobre el estado. Estado de errores, etc.
Reconocimiento de ladirección. El controlador de E/S reconoce una dirección única para cada uno de los periféricos que controla.







Si el sistema emplea un bus, cada interacción entre CPU y E/S implica uno o más arbitrajes de bus.

Una tarea esencial del módulo E/S es servir de buffer de datos. Mientras la transferencia es muy rápida entre éste y la CPU, con los periféricos es mucho más lenta. La E/S realiza así...

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