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 principais de E/S:E/S programadaE/S dirigida por interrupçãoDMA (Acesso Direto à Memória)

Formado por módulos E/S

Introdução

Por que existem módulos E/S?Grande variedade de periféricosPeriféricos tem velocidade baixaUsam formatos de dados e palavras

diferentes

Dispositivos Externos

Também chamados de periféricos Três tipos:

Dispositivos para comunicação com o usuárioDispositivos para comunicação com a

máquinaDispositivos para comunicação com

dispositivos remotos

Módulos de E/S

Funções principais:Controle e temporizaçãoComunicação com o processadorComunicação com dispositivosÁrea de armazenamento temporário de dadosDetecção de erros

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

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

Instruções E/S

Modos de endereçamentoMapeado na memória

Único espaço de endereçamento para posições de memória e dispositivos E/S

Endereçamento independente Instruções dependem do modo de

endereçamento Vantagem/Desvantagem

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

Processamento de Interrupção

Feito em 9 etapas:1. O dispositivo envia um sinal de interrupção2. O processador termina a execução da instrução atual3. O processador testa se existe uma interrupção pendente4. O processador salva o contexto atual5. O processador carrega o contador de programa com o

endereço da rotina de tratamento da interrupção6. A rotina de interrupção armazena os registradores na pilha7. A rotina então é iniciada8. Os registradores são restaurados9. O contexto é restaurado

Aspectos de projeto

Técnicas de identificação de qual dos módulos E/S enviou a interrupção:Múltiplas linhas de interrupção Identificação por softwareDaisy chainArbitração do barramento

Acesso Direto à Memória (DMA) Desvantagens da E/S programada e da

E/S dirigida por interrupção1. 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

Acesso Direto à Memória (DMA) Módulo adicional no barramento do

sistema (controlador DMA) Imita o processador Pode forçar o processador a suspender

sua operação

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

Canais e Processadores de E/S

A evolução da função de E/S1. A CPU controla diretamente cada dispositivo

periférico2. Um controlador ou módulo de E/S é adicionado. A

CPU usa E/S programada sem interrupções3. E/S com interrupções4. DMA5. O módulo de E/S é aprimorado, tornando-se um

processador de E/S6. O módulo de E/S inclui uma memória local própria,

tornando-se um computador