El documento describe los procesos de entrada y salida de datos en sistemas informáticos. Explica que estos procesos involucran hardware como dispositivos de entrada/salida y software que controla la lectura y escritura de datos. El software de E/S consta de cuatro capas: controladores de dispositivos, software independiente de dispositivos, software de E/S en el espacio de usuario y manejo de interrupciones. La CPU se encarga de procesar los datos, aunque estrategias como DMA pueden aliviar la carga de la CPU durante las transferencias

1. Entrada y Salida
Antonio Peralta
Instituto Universitario de
tecnología “Antonio José de
Sucre “
07/12/2012

2. Ensayo
Los primeros artefactos para manipular datos nacen a partir de la época del 1617 cuando en
Escocia el matemático John Naiper crea un artefacto que le permite manipular grandes
números, estos son los bastoncillos, luego en la época de 1970 nace la primera calculadora
y así hasta nuestros días las herramientas para manipular datos han evolucionado. Pero
desde esa época hasta ahora el proceso de entrada de dato, proceso de datos, y salida de
datos es el mismo. Aunque los procesos informáticos evolucionaron bastante y las entradas
y salidas de datos conllevan a muchos procesos para que se realicen. Su intención es la
misma. Esta labor de entrada y salida es muy importante para el sistema operativo, estos
deben contar con dispositivos de hardware que capturen y expulsen los datos estos
dispositivos están clasificados en.
Dispositivos de bloque. Son dispositivos que almacenan datos de manera fija como un
disco duro o una memoria flash, usualmente estos pueden ser leídos y escritos, esto quiere
decir que son de entrada y salida.
Dispositivos de caracteres. Son dispositivos que introducen datos de manera no
estructurada. Esto quiere decir que estos dispositivos no cuenta con la posibilidad de re
direccionar información almacenarla o extraerla solo sirven para introducir datos por
ejemplo el mouse teclado
El hardware de estos dispositivos consta de dos componentes y son el mecánico y
electrónico. El electrónico también llamado controlador realiza la escritura y lectura de
bloques de datos. Esto quiere decir que los controladores son los que extrae la información
del dispositivo y el que la introduce por medio de energía.
El acceso a los dispositivos se puede hacer de dos formas.
Puertos directos. Un puerto directo es aquel que se ejecuta con instrucciones específicas de
la unidad central de procesamiento para leer o escribir en los dispositivos
Correspondencia de memoria. La correspondencia se basa en buscar la ubicación de los
dispositivos de memoria para la lectura y escritura del mismo. Esta lectura y escritura es
deber de la CPU quien se encarga de realizar la transferencia de datos leyendo una palabra
a la vez y re escribiéndola en el otro dispositivo, así se evita que se ejecuten labores más
complejas que puedan sofocar la CPU.
La estrategia DMA. Esta es una estrategia que libera ala CPU de los procesos de lectura y
escritura de byte a byte. La DMA escribe en sus registros la dirección donde está el
dispositivo y a donde va y dice cuantos bytes utilizara. Los controladores pueden hacer mas
de una transferencia a la vez esta puede hacerse por palabras o por bloques de memoria. La
transferencia de palabras por pabras necesita un siclo de bus de datos para transferir la
información a este ciclo se le denomina (ROBO de CICLOS).

3. Y cuando se hace la trasferencia de bloques se utiliza un modo llamado (RAFAGA). Esta
utiliza todo el bus de datos y cuando culmina la trasferencia lo libera. Esto ocasiona que la
computadora bloquee su trasferencia de otros datos.
La trasferencia de datos entre memoria y dispositivos pueden ser de dos maneras.
El modo sobre vuelo, este modo hace la transferencia de manera directa desde un
dispositivo hacia la memoria utilizando solo un siclo del bus dejando libre para que la CPU
pueda funcionar con libertad.
Otro modo es cuando el controlador DMA recibe los datos y realiza la transferencia a
memoria. Aunque ocupa un siclo mas en el bus permite la trasferencia directa entre
dispositivo y memoria.
En el preciso momento en que el dispositivo de entrada y salida termina de hacer su trabajo
emite una señal eléctrica que va hacia el controlador de interrupciones y este es quien
decide qué hacer. Al momento que la interrupción es aceptada se coloca el código
identificador del dispositivo y esta interrumpe la CPU para que ejecute la ISR. Cuando hay
una interrupción en proceso y llega una de mayor nivel la CPU salta y comienza a trabajar
con la de mayor nivel y guarda la dirección de retorno a la anterior a esto se le denomina
manejo de interrupción doble. Aunque no siempre se le hace sencillo a la CPU encontrar el
punto de retorno de una interrupción, para estos las CPU realizan un proceso denominado
pipelining que en español significa cañería. Esto se basa en que varias instituciones pueden
ser procesadas al mismo tiempo en una CPU.
Software de entrada y salida. Este software consta de 4 capas que hacen posible la lectura y
escritura de datos, estos son
Software de I/O en espacio de usuario
Software de SO Independiente de dispositivo
Controlador de Dispositivo (Driver)
Manejador de Interrupciones
Comenzaremos por el último Manejo de interrupciones. Este es el proceso que se encarga
de abrirle la puerta a otros procesos en la cpu luego de que la misma culmine con un error
anterior.
Driver. Este controlador de dispositivos es una pieza que ayuda al software a manejar al
hardware para el cual fue hecho. Este conlleva una gran responsabilidad ya que debe
aceptar solicitudes sobre lectura y escritura que son enviadas por el software, debe asignar

4. valores iníciales al dispositivo, maneja la energía encendiendo el dispositivo, entre otras
cosas.
Software independiente del dispositivo. Este software enlaza los controladores del
dispositivo con el sistema operativo. Acá nacen lo que se denomina como interfaz uniforme
para drivers esto hace que no se Deva hacer modificaciones al sistema operativo cuando se
incorpora un nuevo dispositivo
Manejo de buffers. El manejo de los bufers permite crear una velocidad mayor enlas tareas
de información. Estos aseguran el flujo constante de los datos.
También en esta capa se manejan errores como en la capa inferior y estos errores pueden
ser (Errores de programación, errores transigentes, errores permanentes).
Software de I/O en espacios de usuarios. Los espacios de usuarios están compuestos por
pequeños porción de códigos que se presentan en forma de bibliotecas y de archivos
especiales
Bibliotecas. Esta biblioteca provee a los programas los métodos que provocan la entra y
salida de los datos.
Archivos especiales. Este proceso coordina los dispositivos dedicados en sistemas
multiprogramados por ejemplo una impresora esta debe venir programada con un software
de control predefinido
Las entradas y salidas de datos son procesos complejos que constan de un hardware que es
el dispositivo como tal y de software que se encarga de controlar los recursos de los
dispositivos leyendo información y reescribiéndola todas estos procesos se cumplen
electrónicamente por medio de la CPU. También mencionamos una estrategia que desliga a
la CPU de estos procesos y es la DMA y aunque los errores son cosa común en el proceso
de lectura y escritura de datos la CPU se ocupa de ellos uno a uno revisando siempre en
primera instancia el de mayor tamaño. En fin los procesos de entrada y salida de datos es
compleja conlleva instrucciones especiales y drivers que cumplan su funcionamiento.