ACCESO DIRECTO A MEMORIA

◦ 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?

◦ 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.

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.

 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.

◦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.

CANALES Y PROCESADORES

DE ENTRADA/SALIDA

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.

◦ 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.

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). 

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.

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.

◦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.

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.

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