1.2.3 MANEJO DE LA ENTRADA/SALIDA

1.2.3.1 MDULOS DE ENTRADA/SALIDA.Las principales funciones y requisitos de un mdulo de E/S se encuentrandentro de las siguientes categoras:

Control y temporizacin. Comunicacin con el procesador. Almacenamiento temporal de datos. Deteccin de errores.

En cualquier momento, el procesador puede comunicarse con uno o msdispositivos externos en cualquier orden, segn las necesidades de E/S delprograma. Los recursos internos tales como la memoria principal y el bus delsistema deben compartirse entre distintas actividades incluyendo la E/S dedatos. As, la funcin de E/S incluye ciertos requisitos de control ytemporizacin, para coordinar el trfico entre los recursos internos y losdispositivos externos.La transferencia de datos desde un dispositivo externo al procesador implica lasiguiente secuencia de datos:

1. El procesador interroga al mdulo de E/S para comprobar el estado deldispositivo conectado al mismo.2. El mdulo de E/S devuelve el estado del dispositivo.3. Si el dispositivo est operativo y preparado para transmitir, el procesadorsolicita la transferencia del dato mediante una orden al mdulo de E/S.4. El mdulo de E/S obtiene un dato del dispositivo externo.Los datos se transfieren desde el mdulo de E/S al procesador.5. La comunicacin con el procesador implica:Decodificacin de ordenes: el mdulo de E/S acepta rdenes del procesador.Estas rdenes generalmente se envan utilizando lneas del bus de control.Datos: el procesador y el mdulo de E/S intercambian datos a travs del bus dedatos. 6. Informacin de estado: puesto que los perifricos son lentos, es importanteconocer el estado del mdulo de E/S. las seales de estado usuales son busy yready.7. Reconocimiento de direccin: igual que cada palabra de memoria tiene unadireccin, cada dispositivo de E/S tiene otra. As, un mdulo de E/S puedereconocer una nica direccin para cada uno de los perifricos que controla.Una tarea esencial para un mdulo de E/S es el almacenamiento temporal dedatos (Data buffering).

Un mdulo de E/S a menudo es responsable de la deteccin de errores y deinformar estos errores al procesador. Una clase de errores son los defectosmecnicos y elctricos en el funcionamiento del dispositivo.

1.2.3.2 ENTRADA/SALIDA PROGRAMADA.Con la E/S programada, los datos se intercambian entre el procesador y elmdulo de E/S. El procesador ejecuta un programa que controla directamente laoperacin de E/S, incluyendo la comprobacin del estado del dispositivo, lenvi de una orden de lectura o escritura y la transferencia del dato.

Cuando el procesador enva una orden al mdulo de E/S, debe esperar hastaque la operacin de E/S concluya. Si el procesador es ms rpido que elmdulo de E/S, el procesador desperdicia este tiempo.

Hay cuatro tipos de rdenes de E/S que puede recibir el mdulo de E/S cuandoes direccionado por el procesador:

1. Control: se utiliza para activar el perifrico e indicarle que hacer.2. Test: se utiliza para comprobar diversas condiciones de estado asociadas con el mdulo de E/S y sus perifricos. El procesador podr comprobar si elperifrico en cuestin est conectado y disponible para su uso. Tambin podr saber si la operacin de E/S ms reciente ha terminado y si se ha producido algn error.3. Lectura: hace que el mdulo de E/S capte un dato de un perifrico y lo situ enun buffer interno. Despus el procesador, puede obtener el dato solicitando queel mdulo de E/S lo ponga en el bus de datos.4. Escritura: hace que el mdulo de E/S capte un dato (byte o palabra) del bus dedatos y posteriormente lo transmita al perifrico.Cuando el procesador, la memoria principal y las E/S comparten un bus comn,son posibles dos modos de direccionamiento: asignado a memoria y aislado.

1.2.3.3 ENTRADA/SALIDA MEDIANTE INTERRUPCIONES.

Con la E/S mediante interrupciones, el procesador proporciona la orden de E/S,continua ejecutando otras instrucciones y es interrumpido por el mdulo de E/Scuando este ha terminado su trabajo.

Cuando un dispositivo de E/S termina una operacin de E/S, se produce lasiguiente secuencia de eventos en el hardware:

1. El dispositivo enva una seal de interrupcin al procesador.2. El procesador termina la ejecucin de la instruccin en curso antes deresponder a la interrupcin.3. El procesador comprueba si hay interrupciones, determina que hay una, yenva una seal de reconocimiento al dispositivo que origino la interrupcin.La seal de reconocimiento hace que el dispositivo desactive su seal deinterrupcin.4. Ahora el procesador necesita prepararse para transferir el control a la rutinade interrupcin.5. Despus, el procesador carga el contador de programa con la posicin deinicio del programa de gestin de la interrupcin solicitada. Segn sea laarquitectura del computador y el diseo del sistema operativo puede haberun solo programa, uno por cada tipo de interrupcin, o uno por cadadispositivo y cada tipo de interrupcin.

6. Hasta este momento se han guardado en la pila del sistema el contador deprograma y el PSW del programa interrumpido. En concreto, se debenguardar los contenidos de los registros del procesador puesto que estosregistros pueden ser utilizados por la rutina de interrupcin.7. La rutina de gestin de la interrupcin puede continuar ahora procesando lainterrupcin.8. Cuando el procesamiento de la interrupcin ha terminado, los valores de losregistros almacenados se recuperan de la pila y se vuelven a almacenar enlos registros.9. El paso final es recuperar los valores del registro PSW (palabra de estadodel programa) y del contador del programa desde la pila.