Entrada y salida

Introducción a los sistemas de entrada/salida
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– Daniel Cascado Caballero
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Arquitectura de Computadores (1)Introducción a los sistemas de entrada/salida
OBJETIVOS
• Describir los mecanismos básicos de programación de entrada/salida:
– Entrada/salida programada o por encuesta (polling). – Por interrupciones. – Mediante DMA (Direct Memory Access).

• Describir varios dispositivos de entrada/salida básicos:
– – – – Teclado y temporizador (i8254) Práctica de E/S. Puerto paralelo (interfaz centronics). PPI(Programmable Peripheral Interface) i8255. PIC (Programmable Interrupt Controller) i8259.
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Introducción a los sistemas de entrada/salida
ÍNDICE
1. Introducción. 2. Módulos de Entrada/Salida: comunicación CPU - Periféricos. 3. Mapa de Entrada/Salida: común y separada. 4. Introducción a los métodos de programación de E/S.
4.1. E/S programada. 4.2. E/S porinterrupciones. 4.3. Acceso directo a memoria.

5. Canales y procesadores de E/S. 6. Ejemplo de dispositivo de E/S: puerto paralelo (interfaz centronics).
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Introducción a los sistemas de entrada/salida
BIBLIOGRAFÍA

– Estructura y Diseño de Computadores, J.L. Hennessy y D. A. Patterson. Ed. Reverte, 2000. – Organización y Arquitectura de Computadores, W.Stalling. Prentice-Hall, 2000.

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1.

INTRODUCCIÓN (I)

• Un computador no puede estar formado sólo por la CPU y la memoria. • Para darle alguna utilidad debe de comunicarse con el mundo exterior a través del subsistema de entrada/salida (I/O input/output).

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1.

INTRODUCCIÓN (II)

La misión principal del subsistema de E/Ses adaptar los dispositivos

externos antes de conectarlos al bus del sistema.

¿Por qué no se conectan directamente al bus del sistema?
1. La velocidad de transmisión de datos de los periféricos es siempre menor que la de la memoria y la CPU. Debido a la gran diversidad de periféricos no es posible incorporar toda la lógica necesaria en el computador para manejar cada uno de éstos. Losformatos de datos de los periféricos son diferentes a los del resto del computador.
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2.

3.

1.

INTRODUCCIÓN (III)

• Hay dos formas de implementar la E/S en un computador:
1. Construir a medida el subsistema utilizando elementos básicos 2. o bien incorporar y programar dispositivos estándares más complejos y genéricos.

Ejemplo primer caso: circuitopara que al escribir un uno en una dirección de memoria se ilumine un LED.

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1.

INTRODUCCIÓN (IV)

Funciones del sistema de E/S:
1. 2. DIRECCIONAMIENTO: selección del dispositivo correspondiente de entre los dispositivos disponibles en el sistema. SINCRONIZACIÓN: ha de posibilitar que la CPU y la memoria (alta velocidad transferencia de datos) se puedancomunicar con los dispositivos de E/S (baja velocidad) sincronizando los envíos de datos entre ambos. TRANSFERENCIA: el sistema E/S debe de tener toda la circuitería y señales de comunicación apropiadas para llevar a cabo la comunicación con cada uno de los dispositivos del sistema.
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3.

2. MÓDULOS DE E/S: Comunicación CPU – Periférico
La E/S se implementamediante periféricos. • PERIFÉRICO: – Elemento que permiten la transferencia de información entre la CPU y el mundo exterior. – Interfaz que traduce la información asíncrona y analógica del mundo exterior a la información síncrona y codificada del computador. – Dos partes: módulo de E/S y dispositivo (externo).

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Módulo de E/S (I)
• MÓDULO DE E/S:
– Coordina el...