Almacenamiento y tecnologia de buses

Almacenamiento y Sistemas de E/S
Elías Todorovich Arquitectura I - Curso 2010 UNICEN

Sistemas de E/S

1

Introducción
En 1946 John L. Von Neumann propuso la construcción y desarrollo de ordenadores con programa almacenado.
Instrucciones y datos se almacenan juntos en un medio uniforme: la memoria. CPU con presencia de registros internos CPU Memoria Elementos de E/S para comunicarse conel exterior Bus del Sistema ¿Bus ó Buses de Sistema? ¿4to componente? E/S
Sistemas de E/S 2

Objetivo de diseño
Se colgó la computadora ¿Se rompió el disco?

Sistemas de E/S

3

Objetivo de diseño
Systema de E/S Fiabilidad Costo Compatibilidad/Diversida d de dispositivos Posibilidad de expansión Rendimiento
Latencia Throughput

Procesador y memoria Rendimiento Costo

Sistemas deE/S

4

Fiabilidad y disponibilidad
Fiabilidad es una medida de tiempo de servicio continuado, o el tiempo de servicio hasta una falla. Tiempo medio hasta una falla, MTTF (mean time to failure) Ejemplo: Disco Seagate 147 GB, 15k RPM: MTTF 1,4 M horas @ 25ºC.
Sistemas de E/S

La tasa de fallas anual, AFR (annual failure rate) es el porcentaje de dispositivos que se espera fallen en un añodado un cierto MTTF. Mismo ejemplo: AFR 0,62%.

5

Fiabilidad y disponibilidad
Las interrupciones de servicio se miden en tiempo de reparación medio, MTTR (mean time to repair). El tiempo medio entre fallas,
MTBF = MTTF + MTTR

La disponibilidad es una medida de cumplimiento de servicio relacionada con la alternancia entre el estado de cumplimiento y el de interrupción de servicio:
Av =MTTF/(MTTF+MTTR) = = MTTF/MTBF

Sistemas de E/S

6

Fiabilidad y disponibilidad
Un fabricante de discos rígidos dice que el MTTF es 1.200.000 horas. ¿Cuándos años es esto? Indagando se sabe que ese número se calcula en base a poner miles de discos a funcionar durante algunos meses. Se divide la cantidad de horas total por el número de discos que fallaron. ¿Alguna objeción?
Sistemas de E/S 7Los sistemas de entrada/salida
Rendimiento en las Entradas / Salidas Determinar el rendimiento en un sistema de I/O es más complejo que en un procesador (latencia, productividad, velocidad de transferencia) Incluso la productividad puede medirse de diferentes modos
Cuántos datos pueden moverse en un tiempo dado (ancho de banda) Cuántas operaciones de E/S pueden realizarse por unidad detiempo

En muchos sistemas el tiempo de respuesta es la principal métrica que puede ser una mezcla de la latencia y la velocidad de transferencia.
Sistemas de E/S 8

Los sistemas de entrada/salida
Velocidades de transferencias muy dispares
Gigabit Ethernet Monitor gráfico Fast ethernet Disco duro Ethernet Impresora Modem Ratón Teclado

Velocidad transferencia (bits/s)
Sistemas de E/S 9Resumiendo
1.

2.

3.

Los tres tipos de computadoras (desktop, server, embedded) cuidan la fiabilidad y costo de los sistemas de E/S. Las PCs y los embedded systems se enfocan en tiempo de respuesta y compatibilidad en lo que hace a E/S. Los servidores se enfocan en la productividad (throughput) y capacidad de expansión en sistemas de E/S.
Sistemas de E/S 10

Controladores de E/SConexión de dispositivos de E/S al ordenador
Los dispositivos periféricos se conectan al ordenador a través de un CONTROLADOR de E/S (= Interfaz = Adaptador = Tarjeta de E/S). El controlador es el responsable del control de uno o más dispositivos externos y del intercambio de datos entre dichos periféricos con la MP o con los registros de la CPU.

Sistemas de E/S

11

¿Qué es un bus?
“A longmotor vehicle for carrying passengers, usually along a fixed route”

Processor

I/O Device

I/O Device

I/O Device

Memory

Un bus es un vínculo de comunicación compartida. Se materializa en un conjunto de cables para comunicar múltiples subsistemas.
Sistemas de E/S 12

Ventajas de los Buses
Flexibilidad del sistema
Facilidad para añadir nuevos componentes Mover periféricos entre...