1. Introducción

1. 1. Introducción • Estructura básica de un computador. • Funcionamiento básico de un computador. • Planteamiento general de E/S. • Funcionamiento, direccionamiento, interrupciones. 1. Introducción.

2. 1.1. Estructura básica de un computador. CPU Interconexiones Memoria E/S Periféricos 1.1. Estructura básica de un computador.

3. Interconexiones ALU Registros Control CPU 1.1. Estructura básica de un computador.

4. 1.2. Funcionamiento básico de un computador. Sistema detransferenciade datos Mecanismodecontrol Recursosdeprocesamiento Recursosdealmacenamiento 1.2. Funcionamiento básico de un computador.

5. Organización funcional • Transferencia. • Almacenamiento. • Procesamiento interno. • Procesamiento externo. 1.2. Funcionamiento básico de un computador.

6. 1.3. Planteamiento general E/S. disco • Esquema del sistema de E/S Interfaz Periférico Bus sistema Bus periféricos Comunicación CPU/Mem periférico Comunicación exterior 1.3. Planteamiento general de E/S.

7. Funciones de un sistema de E/S selección de un dispositivo inicio de la transferencia método de transferencia • Direccionamiento • Sincronización • Transferencia 1.3. Planteamiento general de E/S.

8. Diagrama simplificado de la interfaz de E/S Ordenes Control Dirección Estado Estado Datos Dato Entrada Control Datos Dato Salida CPU INTERFAZ PERIFÉRICO 1.3. Planteamiento general de E/S.

9. PC Impresora Teclado Monitor H.D. CPU Memoria MóduloE/S MóduloE/S MóduloE/S MóduloE/S Bus del sistema 1.3. Planteamiento general de E/S.

10. CPU Mainframe Memoria Bus de Memoria Bus de E/S ProcesadorE/S ProcesadorE/S Servidor de Terminales Impr. 1 Impr. 2 Red H.D. CD-ROM H.D. Term. 1 Term. 2 Term. 3 1.3. Planteamiento general de E/S.

11. Funciones de los módulos de E/S • Adaptación del periférico. • Adaptación de velocidad. • Almacenamiento temporal. • Adaptación de formatos. • Ejemplos de módulos de E/S: • Controlador de teclado. • Controlador gráfico (VGA) • Controlador H.D./F.D. • Tarjeta de red (adaptador de red) • Controladora SCSI. 1.3. Planteamiento general de E/S.

12. Técnicas de E/S • E/S Programada. • E/S mediante interrupciones. • E/S mediante DMA (Direct Memory Access). 1.3. Planteamiento general de E/S.

13. Técnicas de E/S • E/S Programada. • Descripción: • Comunicación entre módulo de E/S y CPU, siempre iniciada por la CPU. • Método de consulta (query) para conocer estado del módulo de E/S. • Inconveniente: • La CPU tiene que dedicarse a los procesos de E/S. • Ventaja: • Velocidad alta en las operaciones de E/S. 1.3. Planteamiento general de E/S.

14. Órdenes de E/S • Proceso de ejecución de una instrucción de E/S implica: • Activación de la dirección del modulo de E/S en el bus de direcciones. • Activación de las líneas de control que especifican la orden de E/S. • Tipos de líneas de control: • Control. • Test. • Lectura. • Escritura. 1.3. Planteamiento general de E/S.

15. Órdenes de E/S • Tipos de direccionamiento: • E/S asignada en memoria (Memory Mapped I/O). • La CPU ve los registros de un dispositivo de E/S como posiciones de memoria. • Se utilizan las mismas instrucciones para E/S que para acceso a memoria. • Ventaja: sencillez. • Inconveniente: Pérdida de espacio de memoria. • E/S aislada. • Las direcciones de E/S y memoria se diferencian mediante una señal de control. 1.3. Planteamiento general de E/S.

16. Selección de un dispositivo de E/S: INTERFAZ An-1,…,Ap DECOD. SEL Ap-1,…,A0 p Ap-1,…,A0 m CONTROL Dd-1,…,D0 d DATOS 1.3. Planteamiento general de E/S.

17. SEL A0 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9 A1 WR WR Q3 RD Q1 OE RD WR RD Q2 Q0 OE Estado Control • Decodificación en una interfaz de E/S: Circuito de selección 0 0 1 0 1 CLK 0 Datos 1 A2 1 E I1 I0 Decodificador CLK Bus DATOS 8 • Dirección BASE = • 0010101100 (09Ch) REGISTRO DE CONTROL • ------------01 (09Dh) REGISTRO DE ESTADO • ------------10 (09Eh) REGISTRO DE DATOS 1.3. Planteamiento general de E/S.

18. SEL SEL A2 A9 A3 A4 A5 A6 A8 A7 A8 A3 A4 A5 A6 A7 A9 M/IO • Tipos de direccionamiento de E/S • Direccionamiento como memoria • Instrucciones ensamblador: MOV, LOAD, STORE, … • Funciones C:MK_FP, peek, poke, … • Direccionamiento como E/S • Instrucciones ensamblador: memoria: MOVE/S: IN/OUT • Funciones C:_inp(), _outp() A2 1.3. Planteamiento general de E/S.

19. Mapa de E/S en el PC-AT 1.3. Planteamiento general de E/S.

20. Técnicas de E/S • E/S mediante interrupciones. • Descripción: • Un dispositivo externo puede llamar la atención de la CPU. • Proceso: • El modulo de E/S provoca la interrupción. • La CPU le comunica un orden de E/S y vuelve al proceso interrumpido. • Cuando la subrutina de E/S se ha ejecutado el módulo de E/S le comunica a la CPU su fin mediante una interrupción, para que ésta ejecute una porción de código para decidir el estado del dispositivo y decidir la próxima acción. • Ventaja: • Atención inmediata (ej: teclado, adaptador de red). • El procesador puede realizar trabajo útil mientras el dispositivo de E/S está ocupado. 1.3. Planteamiento general de E/S.

21. Gestión de interrupciones • Líneas de interrupción dedicadas (Controlador de interrupciones) • Cada dispositivo tiene asignada una línea de interrupción. • Líneas de interrupciones compartidas. • Cada línea de interrupción puede ser empleada por más de un módulo de E/S. • Se necesita un mecanismo de identificación del modulo de E/S que provocó la interrupción: • Mecanismos hardware. • Método software (Interrogación de dispositivos). 1.3. Planteamiento general de E/S.

22. Tabla de interrupciones I 1.3. Planteamiento general de E/S.

23. Tabla de interrupciones II 1.3. Planteamiento general de E/S.

24. Tabla de interrupciones III 1.3. Planteamiento general de E/S.

25. Técnicas de E/S • Acceso directo a memoria (DMA). • Descripción: • Permite transferencia directa de datos entre el módulo de E/S y la memoria, liberando completamente a la CPU. • Debe existir un módulo adicional en el bus que sea capaz de tomar el control del mismo y acceder directamente a la memoria como si fuese la CPU: módulo DMA. • Competencia por el bus (bus contention). 1.3. Planteamiento general de E/S.