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Dispositivos de Entrada/Salida

Dispositivos de Entrada/Salida
Hardware de E/S Software de E/S Estratos del software de E/S Discos Relojes Terminales de tipo caracter Interfaces gráficas Terminales de red Administración de energía
ELO321 E/S 2

Dispositivos y Velocidad de Transferencia Característica
Dispositivo Teclado Mouse 56K modem Canal telefónico ISDN Impresora laser ScannerEthernet (clásico) USB Cámara digital IDE 40x CD-ROM Velocidad de Transferencia 10 100 7 8 16 100 400 1.25 1.5 4 5 6 bytes/seg. bytes/seg. Kb/seg. Kb/seg. Kb/seg. Kb/seg. Kb/seg. Mb/seg. Mb/seg. Mb/seg. Mb/seg. Mb/seg Dispositivo Fast Ethernet Bus ISA EIDE (ATA-2) FireWire (IEEE 1394) Monitor XGA SONET OC-12 SCSI 2 Gigabit Ethernet Cinta Ultrium Bus PCI Sun Gigaplane XB Velocidad de Transferencia 12.516.7 16.7 50 60 78 80 125 320 528 20 Mb/seg. Mb/seg. Mb/seg. Mb/seg. Mb/seg. Mb/seg. Mb/seg. Mb/seg. Mb/seg. Mb/seg. Gb/seg.

ELO321 E/S

3

Controladores de Dispositivos
Dispositivos de E/S tienen componentes:
componentes mecánicos componentes electrónicos

Los componentes electrónicos son el controlador del dispositivo:
pueden manejar múltiples dispositivos

Tareas del controlador:convertir flujo de datos seriales en bloques de bytes corrección de errores dejar disponible para la memoria principal
4

ELO321 E/S

Operaciones de E/S
Instrucciones especiales de entrada y salida soportadas por el procesador:
Definición de la atención de eventos de E/S; seteo del estado de un dispositivo. Operación de un evento de E/S Término de la operación de E/S, seteo del estadodel dispositivo.

Mapeo en memoria (Memory-Mapped): reservar zonas de memoria para dispositivos de E/S

lecturas/escrituras en estas zonas permiten acceder al controlador o a los datos de un dispositivo de E/S
5

ELO321 E/S

E/S Mapeada en Memoria
2 espacios de dir.
0xFF…

1 espacio de dir.
0xFF… 0xFF… Puertos E/S

2 espacios de dir.
Puertos E/S

RAM RAM
Puertos E/S 0 0 0RAM
Puertos E/S

(a)

(b)

(c)

a)

b) c)

Separación de E/S y espacio de memoria E/S mapeada en memoria Sistema híbrido
6

ELO321 E/S

E/S, Memoria, y Transferencia de Datos

CPU

RAM

I/O

CPU

RAM

I/O

Arquitectura de Bus simple

Arquitectura de Bus Dual

ELO321 E/S

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Objetivos
Independencia del Dispositivo
Programas puede acceder a cualquierdispositivo de E/S sin especificarlo a priori

Nomenclatura uniforme
nombre de un archivo o dispositivo como string o número independiente de la máquina

Manejo de errores
manejo tan cercano al hardware como sea posible
ELO321 E/S 8

Otros Aspectos del Software de E/S
Transferencias sincrónicas vs. asincrónicas
transferencias – bloqueantes – vs. por interrupciones

Buffering
la dataproveniente de un dispositivo no puede ser almacenada en su destino final

Dispositivos compartidos vs. dedicados
discos son de tipo compartido cintas son del tipo dedicadas
ELO321 E/S 9

Procedimientos de E/S
a)

CPU rápida

CPU-driven Instrucción de E/S muy lenta o una espera ociosa: la ejecución tarda tanto como la operación de E/S

dispositivos de E/S lentos

b)

I/O-driven La CPUintercambia datos con el controlador de E/S e inicia la operación de E/S. El controlador efectúa la operación de E/S y señaliza cuando termina. Direct Memory Access (DMA) La CPU inicializa un canal de DMA que transfiere un bloque de memoria señalizando al finalizar.

c)

ELO321 E/S

10

E/S Programada (1)
espacio de usuario
string a imprimir ABCD EFGH página impresa página impresapágina impresa

núcleo

next ABCD EFGH

A

next ABCD EFGH

AB

Etapas en la impresión de un string
ELO321 E/S

a)

b)

c)

11

E/S Programada (2)
copy_from_user(buffer, p, count) for (i = 0; i < count; i++) { while (*printer_status_reg != READY); *printer_data_register = p[i]; } return_to_user(); /* p es el buffer del núcleo */ /* lazo para cada carácter */ /* espera por...
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