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Capitulo 6: Entrada e Saída Felipe Sampaio. Introdução A arquitetura E/S de um computador constitui sua interface com o mundo exterior Existem 3 técnicas.

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1 Capitulo 6: Entrada e Saída Felipe Sampaio

2 Introdução A arquitetura E/S de um computador constitui sua interface com o mundo exterior Existem 3 técnicas principais de E/S: E/S programada E/S dirigida por interrupção DMA (Acesso Direto à Memória) Formado por módulos E/S

3 Introdução Por que existem módulos E/S? Grande variedade de periféricos Periféricos tem velocidade baixa Usam formatos de dados e palavras diferentes

4 Dispositivos Externos Também chamados de periféricos Três tipos: Dispositivos para comunicação com o usuário Dispositivos para comunicação com a máquina Dispositivos para comunicação com dispositivos remotos

5 Módulos de E/S Funções principais: Controle e temporização Comunicação com o processador Comunicação com dispositivos Área de armazenamento temporário de dados Detecção de erros

6 E/S Programada Os dados são transferidos entre o processador e o modulo de E/S O processador tem controle direto da operação de E/S O módulo E/S executa a operação e sinaliza o término através de um registrador de estado

7 Comandos de E/S Controle Ativa um periférico e indica uma ação a ser executada Teste Testa as condições de estado associadas a um módulo de E/S e seus periféricos Leitura Obter um dado do periférico Gravação Faz com que o módulo E/S obtenha um dado do barramento de dados e o transmita para o periférico

8 Instruções E/S Modos de endereçamento Mapeado na memória Único espaço de endereçamento para posições de memória e dispositivos E/S Endereçamento independente Instruções dependem do modo de endereçamento Vantagem/Desvantagem

9 E/S Dirigida por Interrupção O problema da E/S programada é que o processador tem que ficar esperando o módulo E/S ficar pronto A solução são as interrupções É mais eficiente pois elimina ciclos de espera desnecessários

10 Processamento de Interrupção Feito em 9 etapas: 1. O dispositivo envia um sinal de interrupção 2. O processador termina a execução da instrução atual 3. O processador testa se existe uma interrupção pendente 4. O processador salva o contexto atual 5. O processador carrega o contador de programa com o endereço da rotina de tratamento da interrupção 6. A rotina de interrupção armazena os registradores na pilha 7. A rotina então é iniciada 8. Os registradores são restaurados 9. O contexto é restaurado

11 Aspectos de projeto Técnicas de identificação de qual dos módulos E/S enviou a interrupção: Múltiplas linhas de interrupção Identificação por software Daisy chain Arbitração do barramento

12 Acesso Direto à Memória (DMA) Desvantagens da E/S programada e da E/S dirigida por interrupção 1. A taxa de transferência de E/S é limitada pela velocidade com que o processador pode testar e servir um dispositivo 2. O processador se ocupa de gerenciar a transferência de dados de E/S, tendo de executar várias instruções a cada transferência

13 Acesso Direto à Memória (DMA) Módulo adicional no barramento do sistema (controlador DMA) Imita o processador Pode forçar o processador a suspender sua operação

14 Acesso Direto à Memória (DMA) Para ler ou escrever dados, o processador envia as seguintes informações para o controlador DMA: Indicação de operação (leitura ou escrita) Endereço do dispositivo de E/S envolvido Endereço de memória inicial Número de palavras a serem lidas ou escritas O processador fica liberado, e ao término da execução o controlador DMA gera uma interrupção

15 Canais e Processadores de E/S A evolução da função de E/S 1. A CPU controla diretamente cada dispositivo periférico 2. Um controlador ou módulo de E/S é adicionado. A CPU usa E/S programada sem interrupções 3. E/S com interrupções 4. DMA 5. O módulo de E/S é aprimorado, tornando-se um processador de E/S 6. O módulo de E/S inclui uma memória local própria, tornando-se um computador


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