Informatico

Arquitectura de Computadoras
Clase #8
Subsistema de Entrada y
Salida
Dr. Wladimir Rodríguez
Departamento de Computación
wladimir@ula.ve
http://sistemas.ing.ula.ve/~wladimir/ArquitecturaComputadoras.html

Agenda
• Introducción
• Elementos básicos del sistema de entrada/salida
•
•

Estructura típica de un interfaz de E/S

Tipos de dispositivos de entrada/salida

• DiscosMagnéticos
• Buses de interconexión
Dr. Wladimir Rodríguez

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Arquitectura de Computadores

Introducción
• La Entrada/Salida (E/S) es una unidad básica de un
sistema computador a través de la que se realiza la
comunicación con el exterior.

•

Cargar programas, introducción de datos para ser
procesados, visualizar resultados...

• Tradicionalmente ignorada a favor del diseño de la
CPUInjusto y erróneo

•
•

La CPU es más interesante y “académica”
Los “benchmarks” destacan más el papel de las CPUs.

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Arquitectura de Computadores

Introducción
•

Las E/S tiene un impacto muy significativo tanto en el
rendimiento como en el coste del sistema

•
•

Conforme las CPUs son más rápidas, tanto las máquinas grandes como
pequeñas usanlos mismos microprocesadores siendo entonces la memoria
y las E/S una característica diferenciadora de las mismas.

•

•

El diseño de la E/S, además del rendimiento, ha de contemplar aspectos de
expandibilidad y recuperación ante fallos.

El éxito de aplicaciones recientes (multimedia, internet,...) fuertemente
relacionadas con el ancho de banda de la E/S.

•

Las máquinasinteractúan con las personas a través de su sistema de E/S.

Medida del rendimiento

•
•

Difícil de medir y depende con frecuencia del entorno o aplicación
Medidas: Productividad (operaciones E/S / seg., Transacciones/seg),
tiempo de respuesta

Dr. Wladimir Rodríguez

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Arquitectura de Computadores

Elementos Básicos del
Sistema de E/S
• Interfaz o controlador del periférico
•Sistema mixto hardware/software que permite la
comunicación entre la CPU/memoria y el periférico

• Periférico
•

Dispositivo hardware (electrónico, mecánico u óptico)
que posibilita la comunicación con el exterior. Puede
ser de almacenamiento o de E/S de datos.

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Arquitectura de Computadores

Esquema Básico

SISTEMA DE ENTRADA/SALIDA
Buses del
sistemaBus de periférico
INTERFAZ

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PERIFÉRICO

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Arquitectura de Computadores

Estructura Típica de un
Controlador de E/S
Registro de datos
Líneas de control

Líneas de datos

Líneas de direcciones

Status
Lógica de interface
a dispositivo
externo
.
.
.

Registro control/estado

Control
Datos

Interface a periférico
(Ej.: Disco)

StatusLógica de interface
a dispositivo
externo

Lógica de
control E/S

Control
Datos

Interface a periférico
(Ej.: CD-ROM)

Controlador de E/S
Interface al
Bus del Sistema

Dr. Wladimir Rodríguez

Interface a periféricos

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Arquitectura de Computadores

Controlador de E/S
• Registros para la entrada y salida de datos
• Registro de control y estado
• Funciones del controlador:•
•

Adaptación de longitud y formato de los datos.

•

Adaptación de los tiempos de transferencia de CPU y
periférico.

Adaptación de señales eléctricas para la conexión de
uno o varios periféricos

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Arquitectura de Computadores

Operación de E/S
• Comprobar si el dispositivo está listo (leer registro
de estado)

• Enviar parámetros de la operación(registro de
control)

• Transferir el dato (registro de datos)
•

Terminación (registro de control)

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Arquitectura de Computadores

Tipos de Periféricos
Procesador

Dispositivos
E/S

Control

Entrada
Memoria

Camino de
datos

Gran variedad
de dispositivos

Salida

Caché

• Características útiles para la clasificación de los...