(Dispositivos) periféricos: variedad de tasas de transferencia

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1 (Dispositivos) periféricos: variedad de tasas de transferencia de entrada de salida de entrada y salida de comunicación con personas teclado: <0,01 KB/s ratón: <0,02 KB/s micrófono: 20 KB/s escáner: 100 KB/s webcam: 200 KB/s impresora de agujas: 0,3 KB/s impresora láser: 500 KB/s altavoz: 20 KB/s pantalla gráfica: KB/s tarjeta 3D: KB/s pantalla táctil: KB/s (salida) <0,02 KB/s (entrada) de comunicación con artefactos CAD: entre 1 KB/s y 100 KB/s CDA: entre 1 KB/s y 100 KB/s módem (RTC): 7 KB/s xdsl: entre 32 KB/s y KB/s de almacenamiento CD: X 150 KB/s (capacidad: MiB) DVD: X KB/s (2 16 GiB) Blu-ray: X KB/s (50 GiB) discos y cintas: KB/s (100 MiB 1 TiB) USB flash: KB/s (256 MiB 32 GiB) c 2009 DIT-ETSIT-UPM Periféricos y ADM transp. 1 Para tratar con la variedad: buses y es bus de entrada/salida de ADM de impresora de vídeo de audio de conversores de línea serial CAD CDA sistema controlado modem disco(s) y cinta(s) impresora(s) pantalla altavoces sistema línea telefónica de almacenamiento de comunicación con personas de comunicación con otros artefactos c 2009 DIT-ETSIT-UPM Periféricos y ADM transp. 2

2 Modelos estructurales de interconexión Bus único: bus del sistema CE/S CE/S Buses separados: bus del sistema puente bus de e/s CE/S CE/S c 2009 DIT-ETSIT-UPM Periféricos y ADM transp. 3 Buses en un pecé bus interno (Back Side Bus) MO 256 b, MB/s 32b, 528 MB/s (2x) 1056 (4x) 2112 (8x) AGP [PCI Express: 2,5 16 GB/s] bus del sistema (Front Side Bus): 64b, 1000 MB/s grafico puente PCI bus de e/s (PCI): 32b, 133 MB/s SCSI 16b, 20 MB/s 16b, 16 MB/s IDE/ATA bus ISA puente ISA 16b, 16 MB/s bus USB puente USB 1,5 Mbps, 12 Mbps, 480 Mbps super IO modem puerto USB1 puerto USB2 puertos serial, paralelo, PS/2. disquete... linea camara escaner c 2009 DIT-ETSIT-UPM Periféricos y ADM transp. 4

3 Modelos funcionales de interconexión Informaciones Sentido Origen/Destino Tipo de perif. datos perif. pto.dat. y reg. de caracteres direcc. perif. perif. reg./contr. todos estado perif. perif. pto.est./reg. todos función perif. reg./pto.est. todos datos (ADM) perif. reg.perif. y de bloques Alternativas: Espacio de direccionamiento compartido ( y periféricos: instrucciones Ä y ËÌ) Espacios de direccionamiento independientes instrucciones ÁÆ y ÇÍÌ, o bien instrucciones con más posibilidades: CO= CA DP c 2009 DIT-ETSIT-UPM Periféricos y ADM transp. 5 Modelos les: protocolos de entrada/salida «Diálogo» (handshaking): ent/sal lec/esc SINC (en Simplez, lec/esc ) MFIN PFIN IFIN de periférico Protocolos: dir ent dir sal perif. PFIN dato perif. dato PFIN t t t t t t t t t 0 t 1 2 t 3 t 4 t 5 c 2009 DIT-ETSIT-UPM Periféricos y ADM transp. 6

4 Protocolo de interrupciones Diálogo: INT aint Protocolo: INT ITPR IT PR de de periférico periférico aint () dir IFIN t t 0 1 t 2 t 3 t 4 t 5 t 6 c 2009 DIT-ETSIT-UPM Periféricos y ADM transp. 7 Memorias secundarias: cintas De papel (obsoletas) Formato de pistas paralelas, con 1 byte/pista Magnéticas Formato: registro físico: {bytes} fichero: {registros} Capacidad: 100 MiB 100 GiB Tasa de transferencia: 100 KB/s 40 MB/s Acceso secuencial 1 byte marca inicio intervalo registro intervalo intervalo registro intervalo marca fin Uso para copias de seguridad (backup) streamers cabeza de lectura/escritura sentido del desplazamiento c 2009 DIT-ETSIT-UPM Periféricos y ADM transp. 8

5 Memorias secundarias: discos magnéticos Formato: sentido de la rotación pista cabeza sector: {bytes}; pista: {sectores} cilindro: {pistas} en varias superficies fichero: {sectores} (dispersos) Capacidad: KiB 1 TiB cilindro brazo móvil Tasa de transferencia: 60 KB/s 320 MB/s Acceso cíclico pista tiempo búsqueda (seek time) (1 200 ms) sector tiempo espera (latency) (3 200 ms) (Las peores cifras para el caso de disquetes) c 2009 DIT-ETSIT-UPM Periféricos y ADM transp. 9 Acceso directo a la memoria (ADM, o DMA) Concepto: Transferencia directa (sin pasar por la ) de datos entre el del periférico y la Implica: Que el «se apodere» del bus del sistema (A, D y C) robo de ciclo, o bien robo de bus Justificación: Cintas y discos: tasas de transferencia elevadas no hay tiempo para ejecutar RS Memorias de vídeo para pantallas gráficas c 2009 DIT-ETSIT-UPM Periféricos y ADM transp. 10

6 Conexión de es de ADM lec esc de ADM de ADM DBUS abus Árbitro del bus: controla quién accede en cada momento a la (puede estar incluido en la, como se supone en la figura) c 2009 DIT-ETSIT-UPM Periféricos y ADM transp. 11 Tipos de es de ADM Dedicado Selector Flotante: bus E/S bus E/S flot 1 flot 2 perif.1 perif.2 flot 1 flot 2 perif.1 perif.2 bus selector Multiplexador: (a) conexión de periféricos por bus selector bus E/S (b) conexión de periféricos por bus de E/S multipl. perif.1 perif.2 ADEM DEM c 2009 DIT-ETSIT-UPM Periféricos y ADM transp. 12

7 Un de ADM (dedicado o selector): modelo estructural control bus e/s dir datos DBUS INT abus aint REST RLOC RCDB lec esc secuenciador 1 Perif. +1 RDAT RDEC c 2009 DIT-ETSIT-UPM Periféricos y ADM transp. 13 Controlador de ADM: modelo l 1. Valores iniciales a RDEC, RCDB y RLOC (con instrucciones ÇÍÌ, o ËÌ sobre puertos, depende de la ) 2. Permiso de petición de bus (1 biestable de REST («ADM»), con instrucción ÇÍÌ o ËÌ) 3. Protocolo DBUS/abus; RDEC se va incrementando, y RCDB decrementando 4. Cuando (RCDB) = 0, el pone 0 ADM y genera interrupción c 2009 DIT-ETSIT-UPM Periféricos y ADM transp. 14

8 Uso del de ADM con una zona de e/s Programa que tiene que leer 10 bloques (1 bloque = 1 sector) y rlos uno tras otro Zona de (buffer) de 512 bytes (= 1 sector) Seudocódigo: Ò Ö ÊÄÇ µ ÇÆÌ ½ Ø ÇÆÌ ½¼ ß Ð Ê ½¾ Ê Ö ºÞÓÒ ÅÈ Ò Ö Ê Ë̵ Ô Ö Ö ÕÙ Å ¼ ÔÖÓ Ö ÞÓÒ Åȵ ØÙ Ð Þ Ö ÊÄÇ µ Resultado: : inicia espera Controlador de ADM: a zona servicio interrupción miento inicia tiempo c 2009 DIT-ETSIT-UPM Periféricos y ADM transp. 15 Uso del de ADM con dos zonas de e/s Ò Ö ÊÄÇ µ Ê ½¾ Ê Ö º ÇÆ ¼ Ò Ö Ê Ë̵ Ñ Ö Ð Ó ÇÆÌ ½ Ø ÇÆÌ ß Ô Ö Ö ÕÙ Å ¼ ØÙ Ð Þ Ö ÊÄÇ µ Ê ½¾ Ñ Ö Ú Ö ÖÓ ÒØÓÒ ß Ê Ö º ÇÆ ¼ Ò Ö Ê Ë̵ Ñ Ö Ð Ó ÔÖÓ Ö ÇÆ ½µ Ð ÒÓ ß Ê Ö º ÇÆ ½ Ò Ö Ê Ë̵ Ñ Ö Ú Ö ÖÓ ÔÖÓ Ö ÇÆ ¼µ Ð Ð Ô Ö Ö ÕÙ Å ¼ Ñ Ö Ú Ö ÖÓ ÒØÓÒ ÔÖÓ Ö ÇÆ ½µ ÒÓ ÔÖÓ Ö ÇÆ ¼µ : inic. ZONA0 Controlador de ADM: : inic. a ZONA1 a ZONA1 serv. int. serv. int. inic. inic. ZONA1 a ZONA0 (a) lectura más lenta que el miento ZONA0 Controlador de ADM: ZONA0 ZONA1 a ZONA0 (b) miento más lento que la lectura serv. int. serv. int. ZONA1 c 2009 DIT-ETSIT-UPM Periféricos y ADM transp. 16