OPERACIONES DE E/S (UNIDAD 4)

UNIDAD 4

4.4 OPERACIONES DE ENTRADA Y SALIDA 

lectura: el canal transfiere a memoria principal un bloque de palabras de un tamaño especificado.
escritura: el canal transfiere datos de memoria principal al dispositivo.
control: se utiliza esta orden para enviar instrucciones especificas al dispositivo de e/s , por ejemplo: leer un disco óptico.


concepto de DMA

(Direct Memory Access o DMA). El acceso directo a memoria es una características de las computadoras ymicroprocesadores modernos que permite que ciertos subsistemas de hardware dentro de la computadora puedan acceder a la memoria del sistema para la lectura y/o escritura, independientemente de la unidad central de procesamiento (CPU). De lo contrario, la CPU tendría que copiar cada porción de dato desde el origen hacia el destino, haciendo que ésta no esté disponible para otras tareas.

Características generales del DMA

Aquellas computadoras que tienen canales DMA pueden transferir datos desde y hacia los dispositivos con menos utilización de CPU que aquellas computadoras sin canales DMA. Básicamente una transferencia DMA consiste en copiar un bloque de memoria de un dispositivo a otro. Esa transferencia se lleva a cabo por el controlador DMA, en lugar del CPU. El controlador DMA es generalmente un chipset de la placa madre.
En computadoras sin DMA, el CPU generalmente se ocupa completo durante toda la operación de lectura o escritura de la memoria y, por lo tanto, no está disponible para realizar otras tareas. Con DMA, el CPU puede iniciar la transferencia, luego realizar otras operaciones mientras la transferencia está en progreso y luego recibir una interrupción del controlador de DMA una vez que la transferencia termina.
Sin DMA se utiliza el modo PIO para la comunicación de periféricos con la memoria y de instrucciones de load/store en el caso de chips con multinúcleos.
DMA es útil en aplicaciones en tiempo real y en el procesamiento de flujos de datos.

Tipos de transferencia DMA o Acceso directo a memoria
* DMA por robo de ciclo: es uno de los métodos más usados, ya que requiere poca utilización del CPU. Esta estrategia utiliza uno o más ciclos de CPU para cada instrucción que se ejecuta. Esto permite alta disponibilidad del bus del sistema para la CPU, aunque la transferencia de datos se hará más lentamente.
* DMA por ráfagas: esta estrategia consiste en enviar el bloque de datos solicitado mediante una ráfaga empleando el bus del sistema hasta finalizar la transferencia. Permite una altísima velocidad, pero la CPU no podrá utilizar el bus de sistema durante el tiempo de transferencia, por lo que permanece inactiva.
* DMA transparente: esta estrategia consiste en emplear el bus del sistema cuando la CPU no lo necesita. Esto permite que la transferencia no impida que la CPU utilice el bus del sistema; pero la velocidad de transferencia es la más baja posible.
* DMA Scatter-gather: esta estrategia permite transmitir datos a varias áreas de memoria en una transacción DMA simple. Equivale al encadenamiento de múltiples peticiones DMA simples. Su objetivo es librar a la CPU la tarea de la copia de datos e interrupciones de entrada/salida múltiples.

concepto de IRQ

(Interrupt ReQuest - solicitud de interrupción). Canales utilizados para gestionar dispositivosperiféricos. Las IRQ son las líneas de interrupción que utilizan los dispositivos para avisar al microprocesadorque necesitan su atención.

En los antiguos XT eran 8 canales, en computadorasAT y superiores son 16.
Antes de la existencia de los dispositivos plug and play, los usuarios tenían que configurar los valores IRQ de los dispositivos manualmente cuando agregaban un dispositivo nuevo al sistema. A continuación se listan los números IRQ y para qué eran usados generalmente.
•IRQ 0: cronómetro del sistema. Este interruptor está reservado para el timer del sistema y jamás está disponible para otros dispositivos.
•IRQ 1: controlador del teclado.
•IRQ 2: Interrupciones en cascada para las interrupciones IRQ del 8 al 15.
•IRQ 3: Segundo Puerto Serie (COM2). A menudo es también para el cuarto puerto serie (COM4).
•IRQ 4: Primer Puerto Serie (COM1). También es utilizado por defecto para el COM3.
•IRQ 5: Tarjeta de sonido.
•IRQ 6: Controlador de disquetera.
•IRQ 7: Puerto Paralelo LPT1 para impresoras o cualquier otro dispositivo que utiliza puerto paralelo.
•IRQ 8: Reloj del Sistema.
•IRQ 9, 10, 11: Interrupción disponible para periféricos extras.
•IRQ 12: Mouse PS/2 o Placa de Red o similares.
•IRQ 13: Coprocesador/Unidad de punto flotante
•IRQ 14: Canal IDE Primario. En sistemas que no se utiliza dispositivos IDE, este canal se utiliza para otros periféricos
•IRQ 15: Canal IDE Secundario

Números IRQ

concepto de PCI

pci ó interconexión de componentes periféricos consiste en un bus de ordenador estándar para conectar dispositivos periféricos directamente a su placa base. estos dispositivos pueden ser circuitos integrados ajustados en ésta (dispositivos planares) o tarjetas de expansión que se ajustan en conectores. es común en pcs, donde ha desplazado al isa como bus estándar.

a diferencia de los buses isa, el bus pci permite configuración dinámica de un dispositivo periférico. en el tiempo de arranque del sistema, las tarjetas pci y el bios interactúan y negocian los recursos solicitados por la tarjeta pci. esto permite asignación de irqs y direcciones del puerto por medio de un proceso dinámico diferente del bus isa, donde las irqs tienen que ser configuradas manualmente usando jumpers externos.