Input / Output (I / O)

Subsistema de E / S� Proporciona un modo eficiente de comunicación entre el sistema

central y el entorno exterior.� Maneja todas las operaciones de entrada y salida del sistema

computacional.

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Dispositivos periféricos� Son dispositivos de entrada o salida que están conectados a la

computadora.� Están diseñados para leer o escribir información de o a la memoria.� También se les denominan simplemente como periféricos.� Por ejemplo: teclado, pantalla, impresora.

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Tipos de periféricos� Hay tres tipos de periféricos:1. Periféricos de entrada: permite la entrada del usuario, desde el

mundo exterior a la computadora. Ejemplo: teclado, mouse, etc.2. Periféricos de salida: permite la salida de información, desde la

computadora al mundo exterior. Ejemplo: impresora, monitor, etc.3. Periféricos de entrada-salida: permite tanto la entrada (desde el

mundo exterior a la computadora) como la salida (desde la computadora al mundo exterior). Ejemplo: pantalla táctil, etc.

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Interfaces� Una interface es un límite compartido entre dos componentes

separados de un sistema computacional que se puede utilizar para conectar dos o más componentes al sistema con fines de comunicación.

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Interface de entrada-salida� Los periféricos conectados a una computadora necesitan enlaces de

comunicación especiales para interactuar con la CPU.� En el sistema computacional, hay componentes de hardware

especiales entre la CPU y los periféricos para controlar o administrar las transferencias de entrada y salida.

� Estos componentes se denominan unidades de interface de entrada-salida porque proporcionan enlaces de comunicación entre el bus del procesador y los periféricos.

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Interface de entrada-salida� Proporcionan un método para transferir información entre el sistema

interno y los dispositivos de entrada y salida.

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Modos de transferencia de datos de E / S� Existen tres modos de transferencia de datos:1. E / S programadas2. E / S iniciadas por interrupción3. Acceso directo a memoria (DMA – Direct Memory Access)

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E / S programadas� Las instrucciones de E / S programadas son el resultado de

instrucciones de E / S escritas en un programa de computadora.� Cada transferencia de datos es iniciada por la instrucción en el

programa.� Ejemplo en MIPS:� # Imprimir un registro� li $v0, 1 # servicio 1 es imprimir un entero� move $a0, $t0 # cargar el registro a imprimir en a0� syscall # llamada al sistema

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E / S programadas� Por lo general, el programa controla la transferencia de datos entre la

CPU y el periférico.� La transferencia de datos bajo E / S programadas requiere un

monitoreo constante de los periféricos por parte de la CPU.

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E / S iniciadas por interrupción� En el método de E / S programado, la CPU permanece en un ciclo

hasta que la unidad de E / S indique que está lista para la transferencia de datos.

� Este proceso es ineficiente porque mantiene el procesador ocupado innecesariamente.

� Este problema puede resolverse mediante el uso de E / S iniciadas por interrupción.

� En este método, cuando la interface determina que el periférico está listo para la transferencia de datos, genera una interrupción.

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E / S iniciadas por interrupción� Después de recibir la señal de interrupción, la CPU detiene la tarea

que está procesando, atiende la transferencia de E / S y luego regresa a su tarea anterior.

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Acceso directo a memoria (DMA)� Quita la CPU del camino y deja que el periférico accese la memoria

directamente.� Esto mejora la velocidad de transferencia y libera la CPU.� El controlador DMA transfiere datos entre periféricos y unidad de

memoria.� La CPU inicia la transferencia, realiza otras operaciones mientras la

transferencia está en curso y recibe una interrupción del controlador DMA cuando la transferencia se haya completado.

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Acceso directo a memoria (DMA)� Muchos sistemas de hardware utilizan DMA, como controladores de

unidades de disco, tarjetas gráficas, tarjetas de red, tarjetas de sonido, etc.

� También se utiliza para la transferencia de datos dentro del chip en procesadores multicore.

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