Realizado por José García

1. Organización de entrada y salida
Autor:
José García. CI: 25576067
Asesora:
Ing. Carla Leal
Maturín, enero del 2021
REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
INSTITUTO POLITECNICO UNIVERSITARIO
SANTIAGO MARIÑO
SEDE MATURÍN

2. ii
ÍNDICE
ÍNDICE....................................................................................................................................ii
INTRODUCCIÓN.................................................................................................................... 1
Direccionamiento de E/S........................................................................................................ 2
Transferencias de datos......................................................................................................... 3
Sincronización......................................................................................................................... 4
Manejo de interrupciones ....................................................................................................... 5
Interfaces de E/S.................................................................................................................... 7
Interfaces estándar de E/S..................................................................................................... 8
Canales de E/S......................................................................................................................10
CONCLUSIÓN.......................................................................................................................12
BIBLIOGRAFÍA......................................................................................................................13

3. 1
INTRODUCCIÓN
Los dispositivos de entrada y salida, como lo dice su nombre, son dispositivos el
cual entra o sale información, dependiendo cual sea. Un ejemplo muy común de
entrada, el teclado, un mouse y un micrófono; de salida puede ser un monitor o una
corneta.
Pero estos dispositivos no solamente entran y salen como si nada, requieren una
comunicación con el CPU, las memorias para interactuar, donde ubicarse en el CPU
para leer y escribir, varias cosas que veremos a lo largo de todo esto.
Además, requieren alguna comunicación física para poder interactuar entre estos,
como se observa en las PC, un conector USB, HDMI, o cualquier otra conexión que
permita la comunicación, ya que algunos requieren controladores para poder
controlar algunas funciones de estos y además interactuar con el CPU y el resto de
la computadora.

4. 2
Direccionamiento de E/S
Las direcciones de entrada/ salida representan direcciones especificas en la
memoria del sistema, dichas direcciones son asignadas por el CPU a cada
uno de los dispositivos del hardware del sistema para que puedan escribir y leer
datos sobre la misma.
En la arquitectura x86, una dirección base de entrada/salida es una dirección
base de un puerto de entrada/salida.
En otras palabras, esta es la primera dirección de un rango de direcciones
consecutivas de puertos de entrada/salida que usa un dispositivo.
La computación de entrada salida, o E/S, se refiere a la comunicación entre un
sistema de procesamiento de información (como un computador), y los agentes
humanos u otro sistema de procesamiento de información. Las entradas son las
señales o datos recibidos por el sistema, y salidas son las señales enviadas por
este.
Técnicas de direccionamiento para controladores: En función del tipo de sistema
E/S, podemos encontrar diferentes formas de direccionamiento:
 Direccionamiento por selección lineal: Consiste en asignar un bit del
bus de direcciones a cada puerto. Si tenemos n "líneas" para direccionar
periféricos podemos especificar, a lo sumo, n periféricos distintos. Este
tipo de direccionamiento no se suele utilizar ya que tiene importantes
restricciones tales como que solo un periférico puede estar activo a la vez.
 Direccionamiento por selección por decodificación: La dirección del periférico
está codificada y se requiere un decodificador para activar el periférico
deseado
Dentro de este tipo de direccionamiento se hayan dos posibilidades:
 Centralizado: Se emplea un decodificador para todos los puertos.
 Distribuido: Cada puerto "reconoce" su propia dirección.

5. 3
Transferencias de datos
La transmisión de datos es la transferencia física de datos (un flujo digital de bits)
por un canal de comunicación punto a punto o punto a multipunto.
La forma más simple de transmitir datos en un sistema electrónico a otro es a través
de un transmisor y un receptor que se van transmitiendo pulsos de señal de manera
continua, siendo la señal de reloj la que controla el compás de cada bit transmitido
hacía al receptor como si fuese un metrónomo. Siendo el cableado las vías por las
que viajan estas señales. Es aplica tanto a los elementos de las memorias,
procesadores y los elementos de E/S.
Los tipos de transferencia de datos sería los siguientes:
 Transmisión analógica: estas señales se caracterizan por el continuo
cambio de amplitud de la señal. Esta señal oscila entre 4 y 20 mA, y es
transmitida en forma puramente analógica. En una señal analógica el
contenido de información es muy restringido; tan solo el valor de la corriente
y la presencia o no de esta puede ser determinado. El mayor ejemplo de la

6. 4
transmisión de datos son las informaciones de un micrófono, el cual su señal
es meramente analógica.
 Transmisión digital: estas señales no cambian continuamente, sino que es
transmitida en paquetes discretos. No es tampoco inmediatamente
interpretada, sino que debe ser primero decodificada por el receptor. El
método de transmisión también es otro: como pulsos eléctricos que varían
entre dos niveles distintos de voltaje.
Sincronización
Para lograr la comunicación, los procesos deben sincronizarse, de no ser así
pueden ocurrir problemas no deseados. La sincronización es la transmisión y
recepción de señales que tiene por objeto llevar a cabo el trabajo de un grupo de
procesos cooperativos.
Es la coordinación y cooperación de un conjunto de procesos para asegurar la
comparación de recursos de cómputo. La sincronización entre procesos es
necesaria para prevenir y/o corregir errores de sincronización debidos al acceso
concurrente a recursos compartidos, tales como estructuras de datos o dispositivos
de E/S, de procesos contendientes. La sincronización entre procesos también
permite intercambiar señales de tiempo (arranque/parada) entre procesos
cooperantes para garantizar las relaciones específicas de precedencia impuestas
por el problema que se resuelve.
Sin una sincronización adecuada entre procesos, la actualización de variables
compartidas puede inducir a errores de tiempo relacionados con la concurrencia
que son con frecuencia difíciles de depurar.

7. 5
Manejo de interrupciones
Para entender el manejo de las interrupciones, primero se debe definir que es una
interrupción: Una interrupción consiste en un mecanismo que provoca la alteración
del orden lógico de ejecución de instrucciones como respuesta a un evento externo,
generado por el hardware de entrada/salida en forma asincrónica al programa que
está siendo ejecutado y fuera de su control.
El mecanismo de interrupción comienza con el pedido de interrupción ("interupt
request") generado por un controlador de entrada/salida. Este pedido se genera a
raíz de alguna condición detectada por el controlador. Las condiciones que generan
el pedido varían de acuerdo al tipo de controlador que se trate y de acuerdo a como
esté configurado el mismo.
Hay controladores capaces de solicitar interrupciones ante determinadas y
diferentes condiciones de error, pero que pueden ser programados para no hacerlo
a través de bits que habilitan/deshablitan la posibilidad que una situación particular
pueda generar, o no, una interrupción. Los controladores de E/S disponen de una
señal de salida (habitualmente denominada INT ó INTR ó IRQ) que toma el valor
"1" cuando el controlador interrumpe. Normalmente esa salida es el reflejo hardware
de un bit del registro de STATUS. Es decir que el nivel actual (0 ó 1) de la señal INT
del controlador de E/S puede leerse en un bit de dicho registro. Cuál es esa acción
dependerá del controlador y, posiblemente, de la condición que provocó el pedido.

8. 6
Algunos pedidos de interrupción se satisfacen con la lectura del registro de estado,
otros requieren de la lectura de algún registro adicional, otras requieren de la
escritura de un registro, etc. En las CPUs también existe esta señal, que recibe
denominaciones similares (INT, IRQ, etc), pero que es de entrada. Esta entrada es
la que el hardware de la CPU consulta para determinar si hay algún pedido de
interrupción por parte de algún controlador de E/S.
Después de la solicitud de pedido el CPU atiende el pedido, el cual realiza los
siguientes pasos:
1. Termina la instrucción actual que se está ejecutando.
2. Salva el valor actual del puntero de la instrucción que está siendo
interrumpida para luego ser ejecutada en ese punto.
3. Identifica el controlador E/S que realizo una interrupción y luego aplica las
instrucciones dependiendo que tipo de controlador fue el responsable.
4. Obtiene la dirección de la rutina de servicio de la interrupción correspondiente
al controlador identificado.

9. 7
5. Enmascara las interrupciones, esto inhibe la aceptación de nuevos pedidos
de interrupciones hasta que se retorne el pedido de interrupciones o una
instrucción habilite de nuevo el pedido de estas.
6. Pasa a ejecutar la rutina de servicio a la interrupción.
Interfaces de E/S
La interfaz es un puerto a través de donde se envían o reciben señales desde un
sistema o subsistema, en este caso dispositivos de entrada y salida, hacia otros.
La interfaces de entrada y de salida proporciona un método para
transferir información entre dispositivos de (E/S) de almacenamiento interno y de
(E/S) externas. Los periféricos conectados a una computadora necesitan enlacé
de comunicación especial para funcionar como una interface con la unidad de
procesamiento central.
El propósito del enlace de comunicación es resolver las diferencias que existen en
la computadora central y de cada periférico.
Las funciones de la interface son almacenar los datos y realizar las conversiones
que se le requieran. También detecta errores en la transmisión y es capaz de
reiniciar la transacción en casos de error. Más aún, la interface puede testear,
arrancar y detener el dispositivo según las directivas impartidas por la CPU. En
algunos casos la interface puede consultar a la CPU si algún dispositivo está
requiriendo atención urgente.

10. 8
Existen dos tipos de interfaces principales:
 Interfaz serie: Esta interfaz transmite de bit a bit, el cual usa relojes
independientes, pero con misma frecuencia en el transmisor y el emisor, este
se transmite a partir de un bit de comienzo y finaliza en un bit de salida. Es
usado principalmente para la conexión de dispositivos como módems,
impresoras, mouse. Aunque ha sido sustituidos por la conexión USB
(Universal Serie Bus).
 Interfaz paralelo: Al principio era usado en la conexión de impresoras, es un
canal unidireccional de 8 bits en paralelos, aunque actualmente los canales
son bidireccionales.
Interfaces estándar de E/S
Actualmente existen varias interfaces estándar usadas en la actualidad, ejemplo de
ellos son los puertos USB, HDMI, entre otros, pero también existen otros
dependiendo el tipo de interfaz que sea.

11. 9
El estándar IEEE 1284: Es un estándar de un puerto paralelo que define sus
características físicas e incluso sus modos de transmisión de datos. Puede soportar
modo bidireccional de 4 y 8 bits, estandariza el protocolo entre el pc y el periférico
que controla, sólo estandariza el hardware: conectores de 25 y 36 pines, señales
TTL (0-5V).
 Interfaz RS-232C: Es una interfaz eléctrica mecánica y lógica entre un PC y un
DCE (Data Carrier Equiment, por ejemplo, un modem). De conexión de 25
pines, la mayoría reservado para la transferencia de datos síncrona, existe otra
versión para pc de 11 pines con transferencia de datos asíncrona, y otro de 9
pines utilizado por IBM, que constaba un pin de transmisión, otro de recepción
y las demás de control.

12. 10
Canales de E/S
Los canales permiten ejecutar instrucciones de E/S, pero el CPU no ejecuta la
instrucción sino a través deun completo control de la transferencia de datos, donde
esas instrucciones se almacenan en la memoria principal donde serán ejecutadas
por un procesador de propósito especial en el canal, la CPU inicia la transferencia
de E/S incluyendo el canal para ejecutar el programa que está en memoria, este
específica los dispositivos, las áreas de memoria a usar, prioridades y acciones
ante errores.
Existen dos tipos de canales:
 Selector: Estecanal controla varios dispositivosdealta velocidady uno por vez,
por lo tanto, el canal se dedica para la transferencia de datos de este
dispositivo. Este selecciona el dispositivo y efectúa la transferencia, estos son
controlados por un controlador o módulo de E/S. Este canal de E/S ocupa el
lugar del CPU en el control de esos controladores.

13. 11
 Multiplexor: Este canal puede manejar E/Scon varios dispositivosala vez, este
puede ser multiplexor de bits, el cual acepta y transmite caracteres; o
multiplexor de bloques, intercala bloques de datos desde distintos dispositivos.

14. 12
CONCLUSIÓN
Desde el direccionamiento del E/S donde el CPU asigna un espacio de memoria a
cada dispositivo de E/S, esto permite el manejo a través de los controladores, de
una manera más organizada.
Estos dispositivos están sincronizados debido a problemas de transferencia de
datos que puedan ocurrir entre distintas tareas con los diferentes E/S, por lo que
cada uno esta sincronizado con el CPU. Esta sincronización se ve más en las
interrupciones, ya que si no estuviera en sincronía tuvieran bastantes problemas.
Lasinterrupciones son dadasporciertosprocesos,pero sobretodopor dispositivos
E/S, que es la forma que el usuario o un dispositivo se comunica con el CPU, con
sus propios procesos.
Ahora para comunicarse físicamente con cada dispositivo se tienen las interfaces,
que básicamente son puertos que comunican este mismo al PC. La mayoría de
estas interfaces están estandarizadas, es decir, la mayoría de dispositivos y
puertos tienen esa conexión, importante en la compatibilidad entre diferentes
sistemas, lo que es muy útil a la hora de la venta y comodidad del usuario.
Por último, los canales que permiten ejecutar los diferentes dispositivos a través
una parte de la mayoría, pero no directamente con el CPU, lo que permite que las
tareas sean para el CPU, lo que alivia toda la carga a este mismo.

15. 13
BIBLIOGRAFÍA
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https://www.buenastareas.com/ensayos/Direccionamiento-De-Entrada-
Salida/6731570.html
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http://www.exa.unne.edu.ar/informatica/arquitectura/archivos/canales.pdf
Castañeda,A.(2007). Organización deentrada y salida (E/S).Obtenidode Monografias:
https://www.monografias.com/trabajos45/entrada-y-salida/entrada-y-salida.shtml
Gutiérrez,J.(2009). Periféricos Interfacesy Buses.Obtenidode
https://www.ctr.unican.es/asignaturas/pib/PIB-TEMA-III-B1-2en1.pdf
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Interrupciones.(s.f.).Obtenidode
https://www.fing.edu.uy/tecnoinf/mvd/cursos/arqcomp/material/teo/arq-teo08.pdf
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HardZone:https://hardzone.es/tutoriales/rendimiento/comunicacion-interna-coste-
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Sincronización deprocesos.(2014). Obtenidode Wordpress:
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Transmisión dedatos.(s.f.).Obtenidode Wikipedia:
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