PRINCIPIOS DEL HARDWARE DE ENTRADA Y SALIDA (E/S)

PRINCIPIOS DEL HARDWARE DE ENTRADA Y SALIDA (E/S)

Distintas personas analizan de varias maneras el hardware de Entrada y Salida. Los ingenieros eléctricos lo hacen en términos de chips, cables, fuentes de poder, etc. Los programadores se fijan en la interfaz que se presenta al software (los comandos que acepta el hardware, las funciones que realiza y los errores que puede informar. En este trabajo nos interesaremos por la programación de los dispositivos de entrada y salida no por su diseño, construcción o mantenimiento, así nuestro interés estará restringido a la forma de programar el hardware y no su funcionamiento interno. Sin embargo es frecuente que la programación de muchos dispositivos de entrada y salida este íntimamente ligada con su operación interna.

DISPOSITIVOS DE ENTRADA Y SALIDA

Los dispositivos de entrada y saluda se pueden dividir de manera general en dos categorías: dispositivos de bloque y dispositivos de carácter.

Dispositivo de Bloque: Es aquel que almacena la información en bloques de tamaño fijo, cada uno con su propia dirección. Los tamaños comunes de los bloques van desde 128 bytes hasta 1024 bytes. La propiedad esencial de un dispositivo de bloque es la posibilidad de leer o escribir en un bloque de forma independiente de los demás, es decir, el programa puede leer o escribir en cualquiera de los bloques.

Entre los dispositivos de bloque se pueden encontrar:

• CD - ROM: Acrónimo de Compact Disc-Read Only Memory. Estándar de almacenamiento de archivos informáticos en disco compacto. Se caracteriza por ser de sólo lectura. Otros estándares son el CD-R o WORM (permite grabar la información una sola vez), el CD-DA (permite reproducir sonido), el CD-I (define una plataforma multimedia) y el PhotoCD (permite visualizar imágenes estáticas).

• Disco Duro: Los discos duros proporcionan un acceso más rápido a los datos que los discos flexibles y pueden almacenar mucha más información. Al ser las láminas rígidas, pueden superponerse unas sobre otras, de modo que una unidad de disco duro puede tener acceso a más de una de ellas. La mayoría de los discos duros tienen de dos a ocho láminas. Un disco duro normal gira a una velocidad de 3.600 revoluciones por minuto y las cabezas de lectura y escritura se mueven en la superficie del disco sobre una burbuja de aire de una profundidad de 10 a 25 millonésimas de pulgada. El disco duro va sellado para evitar la interferencia de partículas en la mínima distancia que existe entre las cabezas y el disco.

• Disquete o Disco flexible: Es un elemento plano de mylar recubierto con óxido de hierro que contiene partículas minúsculas capaces de mantener un campo magnético, y encapsulado en una carcasa o funda protectora de plástico. La información se almacena en el disquete mediante la cabeza de lectura y escritura de la unidad de disco, que altera la orientación magnética de las partículas. La orientación en una dirección representa el valor binario 1, y la orientación en otra el valor binario 0. Dependiendo de su capacidad, un disco de este tipo puede contener desde algunos cientos de miles de bytes de información hasta casi tres millones (2,88 Mb). Un disco de 3y pulgadas encerrado en plástico rígido se denomina normalmente disquete pero puede llamarse también disco flexible.

Dispositivo de Carácter: Es aquel que envía o recibe un flujo de caracteres, sin sujetarse a una estructura de bloques. No se pueden utilizar direcciones ni tienen una operación de búsqueda.

Entre los dispositivos de carácter se pueden mencionar:

• Mouse: Es el segundo dispositivo de entrada más utilizado. El mouse o ratón es arrastrado a lo largo de una superficie para maniobrar un apuntador en la pantalla del monitor. Fue inventado por Douglas Engelbart y su nombre se deriva por su forma la cual se asemeja a la de un ratón.

• Monitores: El monitor ó pantalla de vídeo, es el dispositivo de salida más común. Hay algunos que forman parte del cuerpo de la computadora y otros están separados de la misma. Existen muchas formas de clasificar los monitores, la básica es en término de sus capacidades de color, pueden ser: Monocromáticos, despliegan sólo 2 colores, uno para el fondo y otro para la superficie. Los colores pueden ser blanco y negro, verde y negro ó ámbar y negro. Escala de Grises, un monitor a escala de grises es un tipo especial de monitor monocromático capaz de desplegar diferentes tonos de grises. Color: Los monitores de color pueden desplegar de 4 hasta 1 millón de colores diferentes

• Impresoras de Línea: de línea: Son rápidas y ruidosas. Tienen la desventaja de estar limitadas a la impresión de caracteres, por lo que no son apropiadas para aplicaciones donde los gráficos son un ingrediente esencial del producto acabado. imprimen una línea de puntos a la vez. Se alinean martillos similares a agujas sobre el ancho del papel.

• Tarjetas Perforadas: Habían, sido inventada en los años de la revolución industrial (finales del siglo XVIII) por el francés Jacquard y perfeccionado por el estadounidense Hermand Hollerith en 1890. Se usaron para acumular y procesar automáticamente gran cantidad de datos. Durante décadas, desde mediados de los cincuentas la tecnología de las tarjetas perforadas se perfeccionó con la implantación de más dispositivos con capacidades más complejas. Dado que cada tarjeta contenía en general un registro (Un nombre, dirección, etc.) el procesamiento de la tarjeta perforada se conoció también como procesamiento de registro unitario.

CONTROLADOR DE DISPOSITIVOS

Las unidades de entrada y salida constan por lo general de un componente mecánico y otro electrónico. El componente electrónico se llama controlador de dispositivo de adaptador.

La tarjeta controladora tiene por lo general un conector, en el que se puede conectar el cable que va al dispositivo en sí. Muchos controladores pueden manejar dos, cuatro y hasta ocho dispositivos idénticos. Si la interfaz entre el controlador y el dispositivo es estándar, ya sea un estándar oficial, de tipo ANSI, IEEE o ISO, o bien un estándar de hecho, entonces las compañías pueden fabricar controladores o dispositivos que se ajusten a esa interfaz.

Mencionamos esa distinción entre controlado y dispositivo por que el sistema operativo casi siempre trabaja con el controlador y no con el dispositivo. Casi todas las micro y mini computadoras utilizan el modelo de un bus para la comunicación entre la CPU y los controladores. Los grandes mainframes utilizan con frecuencia otro modelo, con varios buses y computadoras especializadas en Entrada y Salida llamadas canales de entrada y salida que toman cierta carga de entrada y salida fuera de la CPU principal.

La labor del controlador es convertir el flujo de

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