arquitectura del computador


UNIVERSIDAD CÁTOLICA ANDRÉS BELLO
FACULTAD DE INGENIERÍA
ESCUELA DE INGENIERÍA INFORMATICA
ARQUITECTURA DEL COMPUTADOR
Prof.: Ramón Porras










ARQUITECTURA DEL COMPUTADOR










Lucena Eblin.
Osuna Israel.

Caracas, Enero del 2012

1. BUSES Y DISPOSITIVOS ENTRADA Y SALIDA
Módulo de E/S
Cada controlador está a cargo de un tipo específico dedispositivo.
Dependiendo del controlador, pueden ester varios dispositivos conectados al mismo controlador.
El controlador se encarga de mover datos entre el dispositivo periferico que controla y el buffer de almacenamiento local. El tama�o del buffer varía de un controlador a otro y depende del dispositivo que controla.
Son posibles tres técnicas para las operaciones de E/S:
E/S programada
E/S medianteinterrupciones
DMA
E/S Programada
Los datos se intercambian entre el CPU y el módulo de E/S. El CPU ejecuta un programa que controla directamente la operación de E/S, incluyendo la comprobación del estado del dispositivo, el envío de la orden de lectura o escritura y la transferencia del dato. Cuando el CPU envía la orden debe esperar hasta que la operación de E/S concluya. Si el CPU es másrápido, éste estará ocioso. El CPU es el responsable de comprobar periódicamente el estado del módulo de E/S hasta que encuentre que la operación ha finalizado.
Normalmente habrá muchos dispositivos de E/S conectados al sistema a través de los módulos de E/S. Cada dispositivo tiene asociado un identificador o dirección. Cuando el CPU envía una orden de E/S, la orden contiene la dirección deldispositivo deseado.
 
E/S mediante Interrupciones
El problema con E/S programada es que el CPU tiene que esperar un tiempo considerable a que el módulo de E/S en cuestión esté preparado para recibir o transmitir los datos. El CPU debe estar comprobando continuamente el estado del módulo de E/S. Se degrada el desempeño del sistema.
Una alternativa es que el CPU tras enviar una orden de E/S continuerealizando algún trabajo útil. El módulo de E/S interrumpirá al CPU para solicitar su servicio cuando esté preparado para intercambiar datos. El CPU ejecuta la transferencia de datos y después continua con el procesamiento previo.
Se pueden distinguir dos tipos: E/S síncrona y E/S asíncrona
E/S Síncrona: cuando la operación de E/S finaliza, el control es retornado al proceso que la generó. Laespera por E/S se lleva a cabo por medio de una instrucción wait que coloca al CPU en un estado ocioso hasta que ocurre otra interrupción. Aquellas máquinas que no tienen esta instrucción utilizan un loop. Este loop continua hasta que ocurre una insterrupción transfiriendo el control a otra parte del sistema de operación. Sólo se atiende una solicitud de E/S por vez. El sistema de operación conoceexactamente que dispositivo está interrumpiendo. Esta alternativa excluye procesamiento simultáneo de E/S.
E/S Asíncrona: retorna al programa usuario sin esperar que la operación de E/S finalice. Se necesita una llamada al sistema que le permita al usuario esperar por la finalización de E/S (si es requerido). También es necesario llevar un control de las distintas solicitudes de E/S. Para ello elsistema de operación utiliza una tabla que contiene una entrada por cada dispositivo de E/S (Tabla de Estado de Dispositivos). La ventaja de este tipo de E/S es el incremento de la eficiencia del sistema. Mientras se lleva a cabo E/S, el CPU puede ser usado para procesar o para planificar otras E/S. Como la E/S puede ser bastante lenta comparada con la velocidad del CPU, el sistema hace un mejoruso de las facilidades.
DMA (Direct Memory Access)
La E/S con interrupciones, aunque más eficiente que la E/S programada, también requiere la intervención del CPU para transferir datos entre la memoria y el módulo de E/S.
Consideren el siguiente ejemplo. Cuando se va a leer una línea desde un terminal, el primer carácter escrito es enviado al computador. Cuando el carácter es recibido por el...