Unidad 7 - 8 - Canales ES - Perifericos

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CANALES DE ENTRADA/SALIDA - PERIFÉRICOS
TECNICATURA EN PROGRAMACIÓN
CÁTEDRA: SISTEMA DE PROCESAMIENTO DE DATOS
PROFESOR: ING. GERARDO BONETTO
ALUMNOS: CRISTIAN LEIVA – MARCELO LEIVA
SISTEMA DE ENTRADA/SALIDA
El Sistema E/S es la interfaz que tiene la 
PC con el exterior.
Su objetivo es permitir las operaciones 
de E/S entre los periféricos y la 
memoria o los registros del procesador.
Para gestionar las operaciones de E/S 
es necesario un hardware y la ayuda de 
un software.
SISTEMA DE ENTRADA/SALIDA
• Periféricos
• Módulos de E/S (dentro del Sistema 
de E/S)
• Sistemas de Interconexión Externos 
(o buses de E/S)
SISTEMA DE ENTRADA/SALIDA /
ESTRUCTURA
• Dispositivos que se conectan a la 
computadora a través de los 
módulos E/S.
• Sirven para almacenar información o 
llevar a cabo determinados tipos de 
comunicación con el exterior 
(humanos, máquinas, otras 
computadoras).
SISTEMA DE ENTRADA/SALIDA / ESTRUCTURA /
PERIFERICOS
• Son controladores que pueden 
gestionar uno o varios periféricos.
• Están dentro del Sistema de E/S
• Establece una interfaz entre el 
periférico y la computadora.
• Poseen cierta capacidad de 
procesamiento y gestión de 
transferencias de información.
SISTEMA DE ENTRADA/SALIDA / ESTRUCTURA /
MODULOS DE E/S
• Interfaz interna normalizada: 
comunica al modulo con el bus de 
sistema permitiendo acceder a los 
registros del modulo.
• Interfaz externa específica: 
interconexión normalizada 
específica para el periférico que 
controla.
• Lógica: responsable del manejo de 
informacion entre las interfaces.
SISTEMA DE ENTRADA/SALIDA / ESTRUCTURA / MODULOS DE E/S
PARTES DE UN MODULO E/S
• Punto a punto: 
el módulo de E/S gestiona la 
comunicación con cada periférico 
individualmente.
SISTEMA DE ENTRADA/SALIDA / ESTRUCTURA / MODULOS DE E/S
CONFIGURACIONES DE UN MODULO E/S
• Multipunto: 
el módulo de E/S gestiona la 
comunicación con los periféricos 
mediante un bus normalizado de 
E/S
La comunicación entre un modulo E/S y 
la CPU se da a través del Bus de 
Sistema.
El CPU ve al modulo E/S como un 
espacio de memoria con registros a los 
cuales transfiere datos de lectura y 
escritura para controlar dicho 
dispositivo.
Estos registros son de control, estado, 
datos y de direcciones.
SISTEMA DE ENTRADA/SALIDA / ESTRUCTURA / MODULOS DE E/S
REGISTROS o PUERTOS DE UN MODULO E/S
Permiten la comunicación de los 
módulos de E/S con los periféricos (o 
dispositivos con suficiente autonomía 
para gestionar una operación de E/S).
Son conexiones físicas compuestos por 
hilos que comunican distintos 
dispositivos mediante los cuales 
circulan señales eléctricas.
Las características de estos sistemas se 
adaptan al tipo de dispositivos que 
hemos de conectar.
SISTEMA DE ENTRADA/SALIDA / ESTRUCTURA
SISTEMAS DE INTERCONEXIÓN EXTERNOS o BUSES DE E/S
Permiten la comunicación de los 
módulos de E/S con los periféricos (o 
dispositivos con suficiente autonomía 
para gestionar una operación de E/S).
Son conexiones físicas compuestos por 
hilos que comunican distintos 
dispositivos mediante los cuales 
circulan señales eléctricas.
Las características de estos sistemas se 
adaptan al tipo de dispositivos que 
hemos de conectar.
SISTEMA DE ENTRADA/SALIDA / ESTRUCTURA
SISTEMAS DE INTERCONEXIÓN EXTERNOS o BUSES DE E/S
El CPU determina el momento, a qué periférico, el tipo de operación (lectura o escritura), 
datos a transferir y cuándo la transferencia se da por terminada.
En una operación de E/S de datos se distinguen los siguiente pasos:
1. Programación de la operación E/S: 
se ejecutan un conjunto de instrucciones que verifican la disponibilidad del periférico, 
actualiza lo registros del módulo E/S (principalmente los de control que dan las órdenes 
al periférico), e inicializa variables o registros que puede necesitar el procesador para 
realizar la transferencia.
2. Transferencia de datos: 
1. Sincronización (la unidad de E/S debe informar al procesador - o a quien gestione la 
transferencia - que el dispositivo más lento está listo para transferir).
2. Intercambio de dato (ya hecha la sincronización), una vez transferido se controla 
que no haya errores y se actualizan los registros de estado par indicar la 
disponibilidad del módulo E/S.
3. Finalización de la operacion de E/S: se ejecutan un conjunto de instrucciones que 
actualizan los registros del módulo E/S para indicar el fin de la transacción y la 
disponibilidad del mismo.
OPERACIÓN DE ENTRADA/SALIDA
Las técnicas para controlar la sistema de E/S se llevan a cabo generalmente 
mediante llamadas al SO, que es quien gestiona las transferencias.
Para controlar un determinado periférico se necesitan comandos o rutinas que 
habitualmente el SO desconoce. Para ello se vale de es lo que denominamos 
habitualmente programas controladores o drivers y cuando el SO quiere hacer una 
operación de E/S con un periférico llama a una de estas rutinas.
CONTROL DE PERIFERICOS
COMANDOS QUE SE PUEDEN ENVIAR A LAS PERIFERICOS :
• Comandos de Verificación:
Permiten verificar si el dispositivo está prendido, apagado, ocupado, no operable, si hay errores en la operación.
• Comandos de Control:
Ordenan acciones que el periférico debe realizar como prenderse, apagarse, leer, escribir
TECNICAS DE ENTRADA/SALIDA
• Objetivo: Aumentar la eficiencia del microprocesador.
• Técnicas:
E/S Programada E/S por DMA
E/S por Interrupciones Canales de E/S
E/S por Interrupciones
• Modulo E/S lleva a cabo la sincronización.
• Degradación del rendimiento del sistema por instrucción 
realizada por el CPU.
• Bit de estado  Bit de interrupción.
Canales de E/S
• Modulo E/S  Procesador E/S.
• Configuraciones básicas:
Canal Selector
Canal multiplexor
SEÑAL ANALÓGICA
Características:
• Continuas en el tiempo.
• Pueden procesarse directamente y en tiempo real.
• Susceptibles al ruido e interferencia electromagnética.
• Consumen menos ancho de banda que las señales digitales.
SEÑAL DIGITAL
Características:
• Son discretas.
• Pueden ser reconstruidas y amplificadas mediante sistemas de regeneración de 
señales.
• Existen sistemas de detección y corrección de errores.
• Facilidad de procesamiento de la señal.
• Permite la multigeneración infinita sin perdida de calidad.
• Técnicas de compresión.
CONVERSOR ANALÓGICO – DIGITAL (ADC)
ETAPAS
MUESTREO (sampling)
Frecuencia de muestreo (KHz) 
Teorema de Nyquist 
CUANTIFICACIÓN
Error de Cuantificación
CODIFICACIÓN
CONVERSOR ANALÓGICO – DIGITAL (ADC)
CONVERSOR ANALÓGICO – DIGITAL (ADC)
Grabación digital de audio
• A mayor cantidad de muestras tomadas, mayor será la calidad y fidelidad de la señal digital resultante.
Las tasas o frecuencias de muestreo mas utilizadas para audio digital son las siguientes:
• 24.000 muestras por segundo (24 kHz)
• 30.000 muestras por segundo (30 kHz)
• 44.100 muestras por segundo (44,1 kHz) (Calidad de CD)
• 48.000 muestras por segundo (48 kHz)
CONVERSOR ANALÓGICO – DIGITAL (ADC)
Técnica: ZERO ORDER HOLD (ZOH) o Método de orden cero
• Dispositivo que mantiene el valor de una muestra hasta que llega la siguiente. Luego la salida del mantenedor ingresa a un 
filtro paso bajos que suavisa el dentado para obtener una reconstrucción más fiel de la señal analógica original.
Ejemplo: integrados en ordenadores, celulares, reproductores de cv, consolas de videos juego, etc.
PERIFÉRICOS DE ENTRADA
PERIFÉRICOS DE SALIDA
PERIFÉRICOS DE ENTRADA Y SALIDA