Dispositivos Entrada/Salida

La arquitectura de E/S del computador es su interfaz con el exterior. Esta arquitectura se diseña de manera que permita una forma sistemática de controlar las interacciones con el mundo exterior y proporcione al sistema operativo la información que necesita para gestionar eficazmente la actividad de E/S.

Hay tres técnicas de E/S principales: E/S programada, en la que la E/SW se produce bajo el control directo y continuo del programa que solicita la operación de E/S; E/S mediante interrupciones, en la que el programa genera una orden de E/S y después continúa ejecutándose hasta que el hardware de E/S lo interrumpe para indicar que la operación de E/S ha concluido; y Acceso Directo a Memoria (DMA, Direct Memory Access), en el que un procesador de E/S especifico toma el control de la operación de E/S para transferir un gran bloque de datos.

Dos ejemplos importantes de interfaces de E/S externas son SCSI y FireWire.

SCSI es una interfaz paralela para dispositivos externos, mientras que la nueva FireWire es un interfaz en serie de alta velocidad.

Junto con el procesador y el conjunto de módulos de memoria, el tercer elemento clave de un computador es un conjunto de módulos de E/S. Cada módulo se conecta al bus del sistema o a un conmutador central, y controla uno o más dispositivos periféricos. Un módulo de E/S no es únicamente un conectar mecánico que permite enchufar el dispositivo al bus del sistema, sino que, además, está dotado de cierta “inteligencia”, es decir, contiene la lógica necesaria para para permitir la comunicación entre el periférico y el bus.

Funciones principales del módulo E/S:

• Realizar la interfaz entre el procesador y la memoria a través del bus del sistema o un conmutador central.

• Realizar la interfaz entre uno o más dispositivos periféricos mediante enlaces de datos específicos.

Razones del por qué los periféricos no se conectan directamente al bus del sistema:

• Hay una amplia variedad de periféricos con formas de funcionamiento diferentes. Podría ser imposible incorporar la lógica necesaria dentro del procesador para controlar tal diversidad de dispositivos.

• A menudo la velocidad de transferencia de datos de los periféricos es mucho menor que la de la memoria o el procesador. Así, no es práctico utilizar un bus de sistema de alta velocidad para comunicarse directamente con un periférico.

• Con frecuencia, los periféricos utilizan datos con formatos y tamaños de palabra diferentes de los del computador a los que se conectan.

DISPOSITIVOS PERIFÉRICOS DE ENTRADA Y DE SALIDA

Entrada/salida, también abreviado E/S o I/O (del original en inglés input/output), es la colección de interfaces que usan las distintas unidades funcionales (subsistemas) de un sistema de procesamiento de información para comunicarse unas con otras, o las señales (información) enviada a través de esas interfaces. Las entradas son las señales recibidas por la unidad, mientras que las salidas son las señales enviadas por ésta. El término puede ser usado para describir una acción; "realizar una entrada/salida" se refiere a ejecutar una operación de entrada o de salida. Los dispositivos de E/S los usa una persona u otro sistema para comunicarse con una computadora.

Los dispositivos típicos para la comunicación entre computadoras realizan las dos operaciones, tanto entrada como salida

DISPOSITIVOS EXTERNOS - PERIFÉRICOS

Una de las funciones básicas del ordenador es comunicarse con los dispositivos exteriores, es decir, el ordenador debe ser capaz de enviar y recibir datos desde estos dispositivos. Sin esta función, el ordenador no sería operativo porque sus cálculos no serían visibles desde el exterior.

Existe una gran variedad de dispositivos que pueden comunicarse con un ordenador, desde los dispositivos clásicos (terminales, impresoras, discos, cintas, etc.). De todos los posibles periféricos, algunos son de lectura, otros de escritura y otros de lectura y escritura (es importante resaltar que este hecho siempre se mira desde el punto de vista del proceso). Por otra parte, existen periféricos de almacenamiento también llamados memorias auxiliares o masivas.

La mayoría de los periféricos están compuestos por una parte mecánica y otra parte electrónica. Estas partes suelen separarse claramente para dar una mayor modularidad. A la componente electrónica del periférico se le suele denominar controlador del dispositivo o, también, adaptador del dispositivo. Si el dispositivo no tiene parte mecánica (como, por ejemplo, la pantalla de un terminal), el controlador estará formado por la parte digital del circuito. Frecuentemente los controladores de los dispositivos están alojados en una placa de circuito impreso diferenciada del resto del periférico. En este caso es bastante habitual que un mismo controlador pueda dar servicio a dispositivos de características similares.

La conexión con el módulo de E/S se realiza a través de señales de control, estado, datos.

La lógica de control asociada al dispositivo controla su operación en respuesta a las indicaciones del módulo de E/S. El transductor convierte las señales eléctricas asociadas al dato a otra forma de energía en el caso de una salida, y viceversa en el caso de una entrada. Usualmente, existe un buffer asociado al transductor para almacenar temporalmente el dato que se está transfiriendo entre el modula de E/S y el exterior.

 Datos

o El procesador y el módulo de E/S intercambian datos a través de bus de datos.

o Se intercambian en forma de un conjunto de bits que son enviados o recibidos desde, el módulo de E/S.

 Señales de Control

o Determinan la función que debe realizar el dispositivo, tal como enviar datos al módulo de E/S, entrada (“INPUT”) o lectura (“READ”), aceptar datos desde el módulo de E/S, salida (“OUTPUT”) o escritura (“WRITE”), indicar el estado, o realizar alguna función de control particular del dispositivo (por ejemplo, situar una cabeza del disco).

o Se utiliza para activar el periférico e indicarle que hacer.

o Envíe o Reciba datos de E/S.

 Señales de Estado

o Indican el estado del dispositivo. Como ejemplo están la señal LISTO/NO LISTO (“READY/NOT READY”), que indica que el dispositivo está preparado para la transferencia de datos.

Características dispositivos de E/S - periféricos

• Permiten la comunicación usuario y ordenador.

• La comunicación entre los periféricos y el procesador central se realiza

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