Este documento trata sobre el acceso directo a memoria (DMA) y los canales de entrada/salida. Explica que el DMA permite a dispositivos acceder directamente a la memoria sin involucrar a la CPU, y que los canales de E/S pueden ejecutar instrucciones de E/S para controlar operaciones de entrada/salida. También cubre los tipos de transferencia DMA y los dos tipos de canales: canales selectores y canales multiplexores, los cuales pueden manejar E/S de múltiples dispositivos al mismo tiempo

1. ACCESO DIRECTO A
MEMORIA

2. ◦ 1.- ¿Qué función tiene el DMA?
◦ 2.-¿ Qué es un chipset?
◦ 3.-¿Tipos de transferencia DMA?
◦ 4.-¿Cuál es la forma de iniciar una CPU una transferencia de E/S?
◦ 5.-¿Cuántos tipos de canales hay?
◦ 6.-¿Cuál es el canal que puede manejar las E/S de varios dispositivos al mismo tiempo?

3. ◦ El acceso directo a memoria (DMA, del inglés direct memory access) permite a cierto
tipo de componentes de una computadora acceder a la memoria del sistema para
leer o escribir independientemente de la unidad central de procesamiento (CPU)
principal.
◦ Muchos sistemas hardware utilizan DMA, incluyendo controladores de unidades de
disco, tarjetas gráficas y tarjetas de sonido. DMA es una característica esencial en
todos los ordenadores modernos, ya que permite a dispositivos de diferentes
velocidades comunicarse sin someter a la CPU a una carga masiva de interrupciones.
◦ También es utilizado para la transferencia de datos dentro del chip en procesadores
con múltiples núcleos. DMA es esencial en los sistemas integrados.
◦ 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.

4. Tipos de transferencia DMA o Acceso
directo a memoria
◦ 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.

5. 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.

6. ◦ 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.

8. CANALES Y
PROCESADORES DE
ENTRADA/SALIDA

9. A medida que los computadores han evolucionado, la complejidad y sofisticación de
sus componentes se ha incrementado. Se puede resumir en las siguientes etapas esta
evolución:
◦ La CPU controla directamente al periférico.
◦ Se añade un controlador o módulo de E/S. La CPU utiliza la E/S programada sin
interrupciones.
◦ El módulo de E/S tiene acceso directo a través del DMA. Transferir bloques de datos
a, o desde, la memoria sin implicar a la CPU, excepto al comienzo y final de la
transferencia.
◦ El módulo de E/S se mejora, haciendo que se comporte como un procesador en sí
mismo, con un repertorio especializado de interrupciones orientado a las E/S.

10. ◦ El canal de E/S representa una ampliación del concepto de DMA
◦ Un canal E/S puede ejecutar instrucciones de E/S, lo que confiere un control completo
sobre las operaciones de E/S.
◦ Las instrucciones d E/S son almacenadas en memoria principal para se ejecutadas por
un procesador de uso específico contenido en el propio canal de E/S.
◦ La forma de iniciar una CPU una transferencia de E/S es indicando el canal de E/S que
debe ejecutar un programa de la memoria.

11. PROCESADOR (E/S)
◦ En las entradas y salidas que se ejecutan desde el procesador entran tres conceptos
que se deben conocer.
◦ 1.- el DMA
◦ 2.- los canales
◦ 3.- y las instrucciones
◦ DMA
La mayoría de los computadores de hoy día tienen la posibilidad de interrupción y de
DMA. Un controlador de DMA posee un control parcial de la operación de E/S. La UCP
puede liberarse totalmente si se introduce en el computador un Procesador de E/S
(PE/S) o canal. Análogamente al DMA, el PE/S tiene acceso a la memoria principal y
puede interrumpir a la UCP, sin embargo puede emplear un repertorio de instrucciones
diferentes del de la UCP (ya que está orientado a operaciones de E/S).

12. CANALES
◦ El canal de E/S es una extensión del concepto de DMA. Un canal de E/S tiene la
capacidad de ejecutar instrucciones de E/S, lo que da un control total sobre las
operaciones de E/S.
◦ Las instrucciones de E/S se almacenan en la memoria principal y serán ejecutadas por
un procesador de propósito específico en el mismo canal de E/S.

13. Hay dos tipos de canales:
◦ Canal selector: Controla varios dispositivos de velocidad elevada, y en un instante
dado, se dedica a transferir datos a unos de esos dispositivos. Cada dispositivo o
pequeño grupo de dispositivos es manejado por un controlador, o módulo de E/S.

14. ◦ Un canal multiplexor: puede manejar las E/S de varios dispositivos al mismo
tiempo, entrelazando a la hora de transferir al mimo tiempo, bloques de datos de los
distintos dispositivos que están transfiriendo al mismo tiempo.

16. INSTRUCCIONES
◦ Las instrucciones que se ejecutan en los procesadores, varia mucho de uno a
otro, incluso en los modelos variantes de cada uno de ellos, algunas instrucciones
cambian, para mejorar (a veces para empeorar) el rendimiento, o se añaden nuevas
instrucciones.
◦ Las instrucciones también se pueden clasificar por el tipo de operación que
realiza, como por ejemplo. El control de cadenas de caracteres, el control de la
memoria cache, Instrucciones aritméticas, instrucciones de transferencia de
datos, instrucciones de comparación.