Entrada y salida

Sistema de entrada/salida

Un computador se compone de tres elementos básicos: el procesador, el sistema de memoria y el sistema de entrada/salida. El sistema de entrada/salida es la parte del computador que interactúa con el medio externo. Lo hace a través de una variedad de dispositivos cuyo objetivo básico es la transmisión de datos. El cometido de un dispositivo de entrada salida es el detraducción de un lenguaje externo y variado a un código más próximo al computador ( y a la inversa).

1.- Características de diseño.
Así como en el diseño del procesador el objetivo principal (además del coste) es el rendimiento, en el diseño del sistema de entrada/salida se han de tener en cuentas otras y tan importantes consideraciones:

Expansión. Dada la variedad de entornos en los que sepuede insertar, un computador se encontrará ante una amplia variedad de lenguajes, lo que le exigirá incorporar nuevos dispositivos.

Recuperación ante problemas. La comunicación entre el computador y el dispositivo externo no siempre va a ser fiable, dependiendo del medio en el que este se ubique; el sistema de entrada/salida debe ser capaz de recuperarse ante errores de comunicación y decualquier otra clase de carácter impredecible; lo que significa que deben poder restablecerse conexiones cortadas, determinar situaciones de error...

En cuanto al rendimiento.

Dado que su principal objetivo es la transmisión de datos, el rendimiento de un dispositivo se determina por dos parámetros relacionados con ello.

Latencia: o tiempo de respuesta de un dispositivo

Potencia: ocapacidad del dispositivo para transmitir datos por unidad de tiempo.

La valoración de estos dos parámetros no dependen completamente del dispositivo, sino también de su interrelación con el computador:

Características del dispositivo.
Interacción con el procesador.
Interacción con el sistema operativo.

influyen de una manera u otra en la determinación del rendimiento del sistema deentrada/salida.

Medidas de rendimiento.

Para evaluar el rendimiento de un dispositivo se utiliza principalmente la medida de ancho de banda.
Sin embargo esta medida puede tener varias interpretaciones:

a) Cuanta cantidad de datos es capaz de transmitir el dispositivo por unidad de tiempo.
b) Cuantos accesos es capaz de admitir el dispositivo por unidad de tiempo.

En ambos casos se trata detransmisión de datos, pero ambas interpretaciones se diferencian en matices. a) pide al dispositivo capacidad de transmisión de datos, esto es, potencia, mientras que b) le pide capacidad de atención, esto es, baja latencia. Según el medio en el que se vaya a emplear el computador y el tipo de problemas a que se vaya a enfrentar se favorecerá una definición u otra. La primera definición favorece aproblemas en los que prime la transferencia de grandes flujos de datos, mientras que la segunda definición favorece a problemas en los que sea importante el uso compartido de ese recurso.

2.- Clasificación de dispositivos.

Previo al diseño de un sistema de entrada/salida, es importante determinar el tipo de dispositivos que se prevé van a ser conectados. Esto permitirá dar una orientación alsistema hacia determinados entornos o favorecer una disposición genérica. Por ejemplo determinará qué tipo de bus es más conveniente utilizar o en qué niveles de una jerarquía de buses sería más conveniente situar cada dispositivo. A ello ayudaría una taxonomía de los diversos tipos de dispositivos de entrada/salida que nos podemos encontrar.

Por el comportamiento en cuanto a su uso:

lecturaescritura
lectura/escritura

En este caso el punto de referencia es el procesador. Los dispositivos de lectura son aquellos de los cuales, exclusivamente, el procesador puede obtener datos (aparte dejamos el hecho de que el procesador pueda programarlos de alguna manera escribiendo en sus registros). Los de escritura, aquellos en los que el procesador solo puede depositar datos (salvo...