Memoria

Tema 5. Subsistema de Entrada-Salida
5.1. Introducción 5.2. Tipos de dispositivos de E/S 5.3. Buses 5.4. Interfaces

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Tema 5. Subsistema de Entrada-Salida
5.1. Introducción 5.2. Tipos de dispositivos de E/S 5.3. Buses 5.4. Interfaces

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5.1
I N T R O

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...
Interrupts

Processor

Cache

Memory– I/O bus

Main memory

I/O controller

I/O controller

I/O controller

DiskDisk

Graphics output

Network

•

Tradicionalmente ignorada a favor del diseño de la CPU – La CPU es más interesante y “académica” – Los “benchmarks” (programas que miden el computador) destacan más el papel de las CPUs.

Injusto y erróneo

rendimiento

de

un

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5.1
I N T R O

La E/S y elrendimiento de un computador
• La E/S tiene un impacto muy significativo tanto en el rendimiento como en el coste del sistema – El diseño de la E/S, además del rendimiento, ha de contemplar aspectos de expandibilidad y recuperación ante fallos. – Conforme las CPUs son más rápidas, tanto las máquinas grandes como pequeñas usan los mismos microprocesadores siendo entonces la memoria y la E/S unacaracterística diferenciadora de las mismas. – El éxito de aplicaciones recientes (multimedia, internet,...) fuertemente relacionadas con el ancho de banda de la E/S. – Las máquinas interactúan 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 típicas:
– Productividad (operaciones E/S / seg.,Transacciones/seg), – Tiempo de respuesta

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5.1
I N T R O

Impacto de la E/S en el rendimiento: Ejemplo
• Suponga que tenemos un programa de prueba que se ejecuta en 100 sg, correspondiendo 90 sg a tiempo de CPU y los 10 sg restantes a tiempo de E/S. Si el tiempo de CPU se reduce un 50% cada año en los próximos cincoaños, pero el tiempo de Entrada/Salida permanece constante, ¿cuánto más rápido será nuestro programa al cabo de los cinco años?

Tiempo Total

=

tiempo CPU + tiempo E/S

Nuevos tiempos de CPU y tiempo total Año 0 1 2 3 4 5 T CPU 90 seg. 60 seg. 40 seg. 27 seg. 18 seg. 12 seg. T E/S 10 seg. 10 seg. 10 seg. 10 seg. 10 seg. 10 seg. T total 100 seg. 70 seg. 50 seg. 37 seg. 28 seg. 22 seg. E/S%10% 14% 20% 27% 36% 45%

(=90/1.5) (=60/1.5) (=40/1.5) (=27/1.5) (=18/1.5)

Mejora en el rendimiento de la CPU: 90/12= 7.5 Mejora en el rendimiento total: 100/22= 4.5
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5.1
I N T R O

Elementos básicos del sistema de E/S
• Interfaz o controlador del periférico – Sistema mixto hardware/software que permite lacomunicación 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. Esquema básico

•

•

SISTEMA DE ENTRADA/SALIDA Buses del sistema INTERFAZ Bus de periférico PERIFÉRICO

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Tema 5. Subsistema de Entrada-Salida
5.1. Introducción 5.2. Dispositivos de E/S 5.3. Buses 5.4. Interfaces
Tipos de dispositivos de E/S Características Repaso al funcionamiento de algunos dispositivos

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5.2
P E R I F E R I C O S

Tipos de periféricos
Procesador Dispositivos E/S Entrada Memoria...