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Clasificación de periféricosEntrada y salida
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Introducción:
En la actualidad los equipos electrónicos cada bes rayan más en
pequeñas inteligencias artificiales, haciéndolas de cierto modo
herramientas muy requeridas en nuestra vida diaria.
La Información aquí recabada dará orientación en cuanto a la forma en
que las computadoras realizan sus diferentes acciones y asociaciones
con los diferentes dispositivos que estos las componen.
Organización de Entrada y Salida
El subsistema de entrada-salida de una computadora, denominado
E/S, proporciona un modo de comunicación eficiente entre el sistema
central y el ambiente externo. Los programas y datos deben introducirse
a la memoria de la computadora para su procesamiento y los resultados
que se obtienen de los cálculos deben grabarse o registrarse para el
usuario. Una computadora no tiene ningún propósito útil sin la capacidad
de recibir información de una fuente externa y de transmitir los
resultados de manera comprensible.
Para utilizar una computadora de manera eficiente, deben
prepararse con anticipación una gran cantidad de programas y datos, y
deben transmitirse a un medio de almacenamiento como discos o cintas
magnéticas. La información del disco se transfiere después a la memoria
de la computadora a gran velocidad. Los resultados de los programas
también se transfieren a un almacenamiento de alta velocidad, como
discos, desde los cuales se pueden transferir, más tarde, a una
impresora para proporcionar una salida impresa de los resultados.
Los dispositivos que están bajo el control directo de la
computadora están conectados en línea. Estos dispositivos están
diseñados para leer información hacia adentro o afuera de la unidad de
memoria ante un comando de la CPU y se considera que son parte del
sistema total de la computadora.
Los monitores de video son los periféricos de uso más común.
Consisten en un teclado como dispositivo de entrada y una pantalla
como dispositivo de salida. Hay diferentes tipos de monitores de video,
pero los más populares utilizan un tubo de rayos catódicos (CRT). El CRT
contiene un cañón electrónico que envía un haz de electrones a una
pantalla fosforescente al frente del tubo. El haz puede desviarse en
forma horizontal y vertical. Para producir un patrón en la pantalla, una
rejilla dentro del CRT recibe un voltaje variable que hace que el haz
entre en contacto con la pantalla y la haga brillar en puntos
seleccionados.
El cursor puede moverse a cualquier posición en la pantalla, sobre
un carácter único, una palabra o cualquier línea. Las teclas de edición
agregan o borran información con base en la posición del cursor. El
monitor puede operar en forma de carácter único, de donde todos los
caracteres introducidos en la pantalla a través del teclado se trasmiten a
la computadora en forma simultánea. En el modo de bloque, el texto
editado se almacena primero en una memoria local dentro de la
terminal. El texto se transfiere a la computadora como un bloque de
datos.
Las impresoras proporcionan un registro permanente, sobre el
papel, de los datos o el texto de salida de la computadora. Hay tres tipos
básicos de impresoras de caracteres: de margarita, de matriz de puntos
y láser.
Cada punto puede imprimirse o no, dependiendo de los caracteres
específicos que están impresos en la línea. La impresora láser utiliza un
tambor fotográfico rotatorio que se emplea para imprimir las imágenes
de caracteres. Después, el patrón se transfiere sobre el papel igual que
en una máquina copiadora.
Las cintas magnéticas se utilizan principalmente para almacenar
archivos de datos: por ejemplo, el registro de la nómina de una
compañía. El acceso es secuencial y consta de registros que pueden
acusarse uno después de otro, conforme la cinta se mueve a lo largo de
un mecanismo estacionario de lectura-escritura. Es uno de los métodos
más baratos y lentos para almacenar y tiene la ventaja de que las cintas
pueden quitarse cuando no se usan. Los discos magnéticos tienen
superficies rotatorias de alta velocidad, con una cubierta de material
magnético.
Otros dispositivos de entrada y salida que se encuentran en
sistemas de computadora son los gratificadores digitales, los lectores de
caracteres ópticos y magnéticos, los convertidores analógicos-digitales y
equipo diverso de adquisición de datos. No todas las entradas provienen
de personas y no todas las salidas están dirigidas a ellas. Las
computadoras se utilizan para controlar varios procesos en tiempo real,
como provisión de partes de máquinas, procedimientos de ensamblado
en línea y procesos químicos e industriales. Para tales aplicaciones, debe
proporcionarse un método para captar las condiciones de estado del
proceso y enviar señales de control al proceso que se controle.
La organización de entrada-salida de una computadora es una
función del tamaño de la computadora y de los dispositivos conectados
a ella. La diferencia entre un sistema grande y pequeño depende en
gran parte de la cantidad de circuitería que tiene disponible la
computadora para comunicarse con unidades periféricas y la cantidad
de periféricos conectados al sistema. Como cada periférico se comporta
en forma diferente de los demás, sería prohibitivo entrar en detalles de
las interconexiones necesarias entre la computadora y cada periférico.
En este capítulo se presentan ciertas técnicas comunes a la mayoría de
los periféricos.
Clasificación de los dispositivos de E/S
• Dispositivos de Entrada: Son aquellos que se usan para
proporcionar la entrada a la computadora. Ej. Teclado, lector de código
de barra, digitalizador, lector de caracteres ópticos, lector de
marcadores ópticos, lector de reconocimiento de caracteres de tinta
magnética (Micr), dispositivo de entrada de voz, pantalla de contacto.
• Dispositivos de Salida: Se usan para promocionar la salida de los
resultados ejecutados al usuario. Ej. Pantalla (monocromática, a color,
LCD, LED), Impresora (de línea, de matriz de puntos, laser, de burbujas,
de inyección de tinta), graficado, escritor de códigos de barra.
• Dispositivos de Almacenamiento: o dispositivos de
almacenamiento auxiliar. Se dividen principalmente en dos categorías.
Se divide en doa categorías:
- Dispositivos de almacenamiento Magnético. Ej. Unidad (de Disco
duro, de Cinta, de Cinta de Audio Digital, de Cartucho de Cinta, de Dsco
Flexible).
- Dispositivos de almacenamiento óptico. Ej Unidad (lectora de
disco compacto, de escritura de CD, Lectora de Disco de Video Digital).
• Dispositivos indicadores: Se usan para apuntar elementos en la
pantalla. Ej. Raton, Puntero de bola (trackball), lápiz óptico (light pen),
almohadilla de toque (touch pad), Digital puck.
• Dispositivos de juegos: Diseñados para juegos de computadora.
Ej. Palanca de juego, almohadill para juego, volante de manejo, puntero
de bol, guante digital.
• Dispositivos de propósito especial: Ej. Impresora Braille,
Dispositivos de antalla de contactos, Pedal de pie.
• Dispositivos misceláneos: Se usan en sistemas de computadora
para recibir entradas especiales o proporcionar salidas específicas.
Múltiples perspectivas de los dispositivos de E/S
• De Hardware
• De operaciones
• Del programador
• Del usuario
PERSPECTIVA DE HARDWARE
Bajo este enfoque se estudian la tecnología y requerimientos de
control de los dispositivos de E/S como sigue:
- Dispositivos con un controlador dedicado integrado.
- Dispositivos con un controlador de dispositivos externo
compartido.
Otra forma de ver el hardware de dispositivos es por la forma en q
manejan los datos (capacidad) y se clasifican en:
- Manejar un carácter (o byte a la vez) llamados:
Dispositivos de carácter: son aquella q son capaces de enviar y
recibir un bloque de datos que consisten en un número fijo de bytes. Ej
teclado, monitor
- Manejar un bloque de varios bytes a la vez, llamados:
Dispositivos de bloque: son capaces de enviar y recibir un bloque
de datos que consisten en un número fijo de bytes. Ej: discos
magnéticos y flexibles. Para leer los datos de un disco se proporcionar la
dirección donde están los datos. La direct está compuesta de: número
de superficie, numero de pista y numero de sector de inicio.
Controladores de dispositivos: Los dispositivos E/S consisten de
componentes mecánicos y electrónicos. La parte electrónica del
dispositivo q realiza las funciones de control se llama controlador o
adaptador. Cada dispositivo de E/S debe tener un controlador y están
conectados al bus de sistema a través del controlador
Controladores de dispositivos dedicados: usualmente están
integrados al dispositivo o pueden estar contenidos en una tarjeta
externa. Son específicos para un tipo de dispositivo y usualmente tienen
una funcionalidad limitada y bien definida. Ej Controlador de electrónica
de control integrado IDE
Controladores de dispositivos compartidos: permite que varios
dispositivos, usualmente de tipos similares estén conectados a él y sean
controlados por él. Ej: controlador de disco
Controlador SCSI: pronunciado es-q-si es un controlador estándar q
q surgió del estándar ANSI; ayuda a conectar una variedad de
dispositivos de E/S a una computadora.
PERSPECTIVA DE OPERACIONES
Involucra algunos de los siguientes temas:
• Instalación
• Configuración
• Operación de E/S
• Manejo de errores
• Integración con el resto del sistema de computadoras
Métodos para realizar E/S:
• E/S Directa con sondeo:
• E/S con correspondencia de memoria (Memory-Mapped I/O)
• E/S manejada por interrupciones
• E/S Directa con sondeo:
Llamada E/S programada con espera ocupada (busy-waiting); la
CPU controla directamente el dispositivo E/S cuando la E/S se está
realizando. La CPU transfiere datos entre la memoria primaria y el
controlador de dispositivos. Para determinar si el dispositivo completo la
operación la CPU verifica repetidamente el registro de estado del
controlador, esto se conoce como sondeo (polling)
• E/S con correspondencia de memoria (Memory-Mapped I/O):
cada uno de los dispositivos de E/S tiene separado cierto espacio en la
memoria primaria, los registros del controlador de dispositivos se
corresponden allí. Esto significa q el registro de estado del controlador
de dispositivos se corresponde con otra dirección.
• DMA: es un controlador usado en la correspondencia de
memoria. Cuando los datos están listos para ser transferidos hacia
cualquier dirección los registros del controlador DMA son llenados con
valores apropiados de datos.
• E/S manejada por interrupciones: requiere q la CPU inicialice
solamente la actividad de E/S, luego de esto puede continuar con otra
tarea. Cuando la actividad de E/S se ha completado se genera una
interrupción, enviando una señal a la CPU acerca de eso. Es más
eficiente q estar sondeando. Una interrupción es una condición que
usualmente se asocia a una a actividad de E/S y hace q la CPU altere su
flujo de ejecución. Se clasifican en:
O Interrupciones enmascarables: pueden ser interrumpidas por
otras de prioridad más alta cuando aquellas ocurran.
O Interrupciones no enmascarables: no permiten q ningún otro
pase por encima del manejo de la actual.
PERSPECTIVA DEL PROGRAMADOR
El programador mira los dispositivos de E/S primeramente desde le
Angulo de programar estos dispositivos para realizar acciones
necesarias. Para el surgen algunas preocupaciones:
• Clasificación de un gran número de dispositivos para aplanchar
el poder de similitud de las funciones y operaciones de dispositivos.
• Acceso a la funcionalidad, capacidad y registros de los
dispositivos en varios niveles.
• Programación de los dispositivos para ajustarse a diversos
requerimientos.
• Naturaleza especifica versus naturaleza genérica del dispositivo.
• Software independiente del dispositivo
• La abstracción
• Los controladores (drivers).
• Las funciones de librerías concernientes a los dispositivos de E/S
• Disponibilidad de un generoso y poderoso conjunto de APIs
(interfaz de programa de aplicación)
PERSPECTIVA DEL USUARIO
Este, solo quiere usar el dispositivo, obtener el beneficio de la
funcionalidad ofrecida y no preocuparse acerca de los detalles complejos
del dispositivo. Temas de interés para el usuario:
• Abstracción: El dispositivo debe estar organizado de forma q el
usuario solo vea los detalles q necesite saber para poder usarlo.
• Uniformidad: ayuda al usuario a hacer uso del dispositivo sin
tener que preocuparse de los detalles de bajo nivel.
• Accesibilidad: debe ser accesible en cualquier lugar, el método
de acceso debe ser simple, seguro y eficiente.
• Utilidad: se refiere a la habilidad del usuario para usar el
dispositivo para el propósito deseado sin ningún impedimento q se
origine de la organización de la E/S.
5.1.- Dispositivos Periféricos
Los dispositivos periféricos son una serie de accesorios y
componentes destinados a aumentar los recursos y posibilidades de un
ordenador o dispositivo informático. Se instalan en base a diversos
procesos dependiendo del tipo de periférico que se trate, pudiendo
introducirse por una conexión USB o colocándolo con una instalación en
el interior del ordenador.
¿Qué son?
Los periféricos son una serie de dispositivos que no se consideran
imprescindibles para el funcionamiento y rendimiento de un ordenador,
pero que aportan una serie de funcionalidades básicas a la hora de usar
los equipos informáticos.
Tienen la finalidad de aportar usos cotidianos y necesarios, como
la introducción de contenido de texto a través de un teclado, o el
movimiento del cursor del ordenador apoyándose en un ratón. Si bien
por regla general se considera estos dispositivos como herramientas no
necesarias, su utilización se ha convertido en algo imprescindible para
sacar el máximo partido a los equipos informáticos de la actualidad.
En base, este tipo de dispositivos crean una comunicación directa
con el ordenador, ya sea con el objetivo de introducir un dato o factor en
la memoria del mismo, como para sacarlo de él en el mismo sistema,
pero hacia la dirección contraria.
Se clasifican en tres tipos:
Entrada
Salida
Almacenamiento
Ejemplos:
ENTRADA:
TECLADO (Keyboard)
Dispositivo de entrada, que por medio de un conjunto de teclas de
entrada permite al usuario comunicarse con la computadora.
Ratón (mouse)
Este dispositivo de entrada permite simular el señalamiento de
pequeños dibujos o localidades como si fuera hecho con el dedo índice,
gracias a que los programas que lo aprovechan presentan sobre la
pantalla una flecha que al momento de deslizar el dispositivo sobre una
superficie plana mueve la flecha en la dirección que se haga sobre la
pantalla.
SALIDA:
Monitor (monitor)
Es un dispositivo de salida, es un aparato de los llamados CTR
(Tubo de rayos Catódicos) en los cuales se pueden representar los datos
de tipo texto o gráficos procesados por la computadora que ha venido
evolucionando hasta llegar a lo que ahora tenemos un monitor LCD.
Impresora (printer)
Es un dispositivo de salida y como máquinas de escribir, es decir,
vacían la información contenida en la memoria principal o lo que
visualiza en la pantalla y lo transmite en papel.
ALMACENAMIENTO:
Disco duro
Es posible utilizar una unidad de disco duro completa (o una
partición) para realizar copias de seguridad; como sucedía con los discos
flexibles, podemos crear un sistema de ficheros sobre la unidad o la
partición correspondiente, montarla, y copiar los ficheros que nos
interese guardar en ella (o recuperarlos).
Universal Serial Bus (USB)
Es un dispositivo de almacenamiento que utiliza una memoria
flash para guardar información. Se lo conoce también con el nombre de
unidad flash USB, lápiz de memoria, lápiz USB, minidisco duro, unidad de
memoria, llave de memoria.
Interface 1/0
En computación, entrada/salida, también abreviado EIS o I/O (del
original en inglés input Joutput), es la colección de interfaces que usan
las distintas unidades funcionales (subsistemas) de un sistema de
procesamiento de información para comunicarse unas con otras, o las
señales (información) enviadas a través de esas interfaces.
Las entradas son las señales recibidas por la unidad, mientras que
las salidas son las señales enviadas por ésta. El término puede ser usado
para describir una acción; realizar una entrada/salida” se refiere a
ejecutar una operación de entrada o de salida. Los dispositivos de E/s los
usa una persona u otro sistema para comunicarse con una computadora.
De hecho, a los teclados y ratones se los considera dispositivos de
entrada de una computadora, mientras que los monitores e impresoras
son vistos como dispositivos de salida de una computadora. Los
dispositivos típicos para la comunicación entre computadoras realizan
las dos operaciones, tanto entrada como salida, y entre otros se
encuentran los módems y tarjetas de red.
En arquitectura de computadoras, a la combinación de una unidad
central de procesamiento (CPU) y memoria principal (aquélla que la CPU
puede escribir o leer directamente mediante instrucciones individuales)
se la considera el corazón de la computadora y cualquier movimiento de
información desde o hacia ese conjunto se lo considera entrada/salida.
La CPU y su circuitería complementaria proveen métodos de
entrada/salida que se usan en programación de bajo nivel para la
implementación de controladores de dispositivos.
Los sistemas operativos y lenguajes de programación de más alto
nivel brindan conceptos y primitivas de entrada/salida distintos y más
abstractos. Por ejemplo, un sistema operativo brinda aplicativos que
manejan el concepto de archivos. El lenguaje de programación C define
funciones que les permiten a sus programas realizar E/S a través de
streams, es decir, les permiten leer datos desde y escribir datos hacia
sus programas.
Una alternativa para las funciones primitivas especiales es la
mónada de E/s, que permite que los programas describan su E/5 y que
las acciones se lleven a cabo fuera del programa. Esto resulta
interesante, pues las funciones de E/5 introducirían un efecto colateral
para cualquier lenguaje de programación, pero ahora una programación
puramente funcional resultaría práctica.
Transferencia Asíncrona de Datos
En la transmisión asíncrona es el emisor el que decide cuando se
envía el mensaje de datos a través de la red. En una red asíncrona el
receptor por lo consiguiente no sabe exactamente cuándo recibirá un
mensaje. Por lo tanto cada mensaje debe contener, aparte del mensaje
en sí, una información sobre cuando empieza el mensaje y cuando
termina, de manera que el receptor conocerá lo que tiene que
decodificar.
En el procedimiento asíncrono, cada carácter a ser transmitido es
delimitado por un bit denominado de cabecera o de arranque, y uno o
dos bits denominados de terminación o de parada.
El bit de arranque tiene dos funciones de sincronización de los
relojes del transmisor y del receptor.
El bit o bits de parada, se usan para separar un carácter del
siguiente.
Normalmente, a continuación de los bits de información se
acostumbra agregar un bit de paridad (par o impar).
En el procedimiento asíncrono, cada carácter a ser transmitido es
delimitado por un bit denominado de cabecera o de arranque, y uno o
dos bits denominados de terminación o de parada.
El bit de arranque tiene dos funciones de sincronización de los
relojes del transmisor y del receptor.
El bit o bits de parada, se usan para separar un carácter del
siguiente.
Normalmente, a continuación de los bits de información se
acostumbra agregar un bit de paridad (par o impar).
En el procedimiento asíncrono, cada carácter a ser transmitido es
delimitado por un bit denominado de cabecera o de arranque, y uno o
dos bits denominados de terminación o de parada.
El bit de arranque tiene dos funciones de sincronización de los
relojes del transmisor y del receptor.
El bit o bits de parada, se usan para separar un carácter del
siguiente.
Normalmente, a continuación de los bits de información se
acostumbra agregar un bit de paridad (par o impar).
En este tipo de red el receptor no sabe con precisión cuando recibirá un mensaje. Cada carácter a ser transmitido es delimitado por un bit de información denominado de cabecera o de arranque, y uno o dos bits denominados de terminación o de parada.
● El bit de arranque tiene dos funciones de sincronización de reloj
del transmisor y del receptor.
● El bit o bits de parada, se usan para separar un carácter del
siguiente.
Ventajas y desventajas del modo asíncrono:
En caso de errores se pierde siempre una cantidad pequeña de
caracteres, pues éstos se sincronizan y se transmiten de uno en uno.
Bajo rendimiento de transmisión, dada la proporción de bits útiles
y de bits de sincronismo, que hay que transmitir por cada carácter.
Es un procedimiento que permite el uso de equipamiento más
económico y de tecnología menos sofisticada.
Se adecua más fácilmente en aplicaciones, donde el flujo
transmitido es más irregular.
Son especialmente aptos, cuando no se necesitan lograr altas
velocidades.
Acceso Directo a Memoria (DMA)
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).
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.
Una transferencia DMA consiste principalmente en copiar un
bloque de memoria de un dispositivo a otro. En lugar de que la CPU
inicie la transferencia, la transferencia se lleva a cabo por el controlador
DMA. Un ejemplo típico es mover un bloque de memoria desde una
memoria externa a una interna más rápida. Tal operación no ocupa al
procesador y, por ende, éste puede efectuar otras tareas. Las
transferencias DMA son esenciales para aumentar el rendimiento de
aplicaciones que requieran muchos recursos.
SECUENCIA DE EVENTOS
Una operación de E/S por DMA se establece ejecutando una corta
rutina de inicialización. Consiste en varias instrucciones de salida para
asignar valores iniciales a:
AR: Dirección de memoria de la región de datos de E/S IOBUF
(buffer de entrada/salida).
WC: Número N de palabras de datos a transferir.
Una vez inicializado, el DMA procede a transferir datos entre IOBUF
y el dispositivo de E/S. Se realiza una transferencia cuando el dispositivo
de E/S solicite una operación de DMA a través de la línea de petición del
DMAC.}
Después de cada transferencia, se decremento el valor de WC y se
incrementa el de AR.
La operación termina cuando WC=0, entonces el DMAC (o el
periférico) indica la conclusión de la operación enviando al procesador
una petición de interrupción.
SECUENCIA DE EVENTOS DETALLADA
El procesador inicializa el DMAC programando AR y WC.
El dispositivo de E/S realiza una petición de DMA al DMAC.
El DMAC le responde con una señal de aceptación.
El DMAC activa la línea de petición de DMA al procesador.
Al final del ciclo del bus en curso, el procesador pone las líneas del
bus del sistema en alta impedancia y activa la cesión de DMA.
El DMAC asume el control del bus.
El dispositivo de E/S transmite una nueva palabra de datos al
registro intermedio de datos del DMAC.
El DMAC ejecuta un ciclo de escritura en memoria para transferir el
contenido del registro intermedio a la posición M [AR].
El DMAC decremento WC e incrementa AR.
El DMAC libera el bus y desactiva la línea de petición de DMA.
El DMAC compara WC con 0:
Si WC > 0, se repite desde el paso 2.
Si WC = 0, el DMAC se detiene y envía una petición de
interrupción al procesador.
MOTOR DE ACCESO DIRECTO A MEMORIA:
Además de la interacción de hardware, el acceso directo a
memoria puede ser utilizado para descargar costosas operaciones de
memoria, tales como copias de gran tamaño u operaciones de
dispersión-reunión, desde la CPU a un motor de acceso directo a
memoria dedicada. Intel incluye estos motores en los servidores de
gama alta, llamado I/O Acceleration Technology (IOAT).
TRANSFERENCIAS:
Durante las operaciones del DMA, el rendimiento del sistema
puede verse afectado debido a que este dispositivo hace un uso
intensivo del bus y por lo tanto la CPU no puede leer datos de memoria,
por ejemplo para leer la siguiente instrucción a ejecutar. Esto provoca
que mientras el DMA está operando, la CPU deba esperar a que finalice
dicha tarea sin ejecutar ninguna instrucción. Para solventar esto, existe
una memoria cache dentro de la CPU que permite a ésta seguir
trabajando mientras el DMA mantiene ocupado el bus.
En computadores que no disponen de memoria cache, el DMA
debe realizar su tarea evitando ocupar el bus de datos mientras la CPU
realiza la fase de captación de la instrucción. A partir de estas dos
posibilidades, existen dos tipos de transferencias de datos del DMA:
TRANSFERENCIAS MODO RÁFAGA: una vez que la CPU concede el
bus al DMA, este no lo libera hasta que finaliza su tarea completamente.
Este tipo de transferencia se usa en sistemas que disponen de una
memoria cache en la unidad de procesamiento, ya que mientras la CPU
puede seguir trabajando utilizando la cache.
TRANSFERENCIAS MODO ROBO DE CICLO: una vez que la CPU
concede el bus al DMA, este lo vuelve a liberar al finalizar de transferir
cada palabra. Teniendo que solicitar de nuevo el permiso de uso del bus
a la CPU. Esta operación se repite hasta que el DMA finaliza la tarea.
Este tipo de transferencia se suele usar en sistema que no disponen de
memoria cache en la unidad de procesamiento, ya que de este modo,
aunque la transferencia de datos tarda más en realizarse, la CPU puede
seguir ejecutando instrucciones.
Interrupción Prioritaria
Interrupción (también conocida como interrupción hardware o
petición de interrupción) es una señal recibida por el procesador de un
ordenador, indicando que debe
‘interrumpir el curso de ejecución actual y pasar a ejecutar código
específico para tratar esta situación.
Las interrupciones surgen de las necesidades que tienen los
dispositivos periféricos de enviar información al procesador principal de
un sistema de computación. La primera técnica que se empleó fue que
el propio procesador se encargara de sondear (polling) el dispositivo
cada cierto tiempo para averiguar si tenía pendiente alguna
comunicación para él. Este método presentaba el inconveniente de ser
muy ineficiente, ya que el procesador constantemente consumía tiempo
en realizar todas las instrucciones de sondeo.
El mecanismo de interrupciones fue la solución que permitió al
procesador desentenderse de esta problemática, y delegar en el
dispositivo la responsabilidad de comunicarse con el procesador cuando
lo necesitaba. El procesador, en este caso, no sondea a ningún
dispositivo, sino que queda a la espera de que estos le avisen (le
“interrumpan”) cuando tengan algo que comunicarle (ya sea un evento,
una transferencia de información, una condición de error, etc.).
Cada dispositivo que desea comunicarse con el procesador por
interrupciones debe tener asignada una línea única capaz de avisar a
éste de que le requiere para una operación. Esta línea es la llamada IRQ
(“Interrupt ReQuest”, petición de interrupción).
Las IRQ son líneas que llegan al controlador de interrupciones, un
componente hardware dedicado a la gestión de las interrupciones, y que
puede estar integrado en el procesador principal o ser un circuito
separado conectado al procesador principal. EI controlador de
interrupciones debe ser capaz de habilitar o inhibir líneas de interrupción
(operación llamada comúnmente enmascarar por la utilización de una
máscara), y establecer prioridades entre las distintas interrupciones
habilitadas.
Cuando varias líneas de petición de interrupción se activan a la
vez, el controlador de interrupciones utilizará estas prioridades para
escoger la interrupción sobre la que informará al procesador principal.
Sin embargo hay interrupciones que no se pueden enmascarar o
deshabilitar, las conocidas como interrupciones no enmascarables o
Nr1i.
Un procesador principal (sin controlador de interrupciones
integrado) suele tener una única línea de interrupción llamada
habitualmente INT. Esta línea es activada por el controlador de
interrupciones cuando tiene una interrupción que servir. Al activarse
esta línea, el procesador consulta los registros del controlador de
interrupciones para averiguar qué IRQ es la que ha de atender. A partir
del número de IRQ busca en el vector de interrupciones qué rutina debe
llamar para atender una petición del dispositivo asociado a dicha IRQ.
Las rutinas de interrupción generalmente toman un pequeño
tiempo de ejecución y la mayoría no pueden ser interrumpidas cuando
se están atendiendo, porque al entrar en ellas se almacena el estado de
los registros en una pila y si se interrumpen muchas veces, la pila se
puede desbordar.
Pasos para el procesamiento de una IRQ:
1. Terminar la ejecución de la instrucción máquina en curso.
2. Salva el valor de contador de programa, PC, en la pila, de
manera que en la CPU, al terminar el proceso, pueda seguir ejecutando
el programa a partir de la última instrucción.
3. La CPU salta a la dirección donde está almacenada la rutina de
servicio de interrupción (JSR, Interrupt Service Routine) y ejecuta esa
rutina que tiene como objetivo atender al dispositivo que generó la
interrupción.
4. Una vez que la rutina de la interrupción termina, el procesador
restaura el estado que había guardado en la pila en el paso 2 y retorna
al programa que se estaba usando anteriormente.
Mecanismos de interrupción de un computador
Un ordenador PC típico dispone en su placa base de un controlador
de interrupciones 8259 de Intel o de un circuito integrado análogo. Este
dispositivo electrónico dispone de hasta 16 líneas IRQ, numeradas desde
el 00 hasta el 15. En las nuevas placas base este circuito está integrado
junto con el resto de chipset y permite hasta 24 interrupciones.
Procesador de Entrada y Salida
En las entradas y salidas que se ejecutan desde el procesador
entran tres conceptos que se deben conocer.
● El DMA
● Los Canales
● Las instrucciones
DMA
Con un incremento moderado de la lógica asociada con el
periférico se puede lograr transferir un bloque de información a o desde
la memoria principal sin la intervención directa de la UCP. Esto requiere
que los periféricos o los controladores de E/S sean capaces de generar
direcciones de memoria y transferir datos a o desde el bus del sistema.
La UCP es todavía la responsable de iniciar la transferencia de cada
bloque. A partir de este punto el controlador de E/S realiza toda la
operación sin que la UCP tenga que ejecutar ningún otro programa. La
UCP y el controlador de E/S interaccionan sólo cuando la UCP debe dar el
control del bus del sistema al controlador de E/S, como respuesta a una
petición de este último. Este tipo de capacidad es lo que se conoce como
Acceso Directo a Memoria (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.
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 comunes de canales de E/S, como se ilustra en la
figura:
Procesador Para Comunicación de Datos
El Hardware de comunicación de datos se usa para transmitir
datos entre terminales (incluyendo la PC que emulan terminales) y
computadoras, así como entre computadoras. Estos componentes
fundamentales del hardware incluyen el Módem, fax modem, el
procesador terminal y el procesador frontal.
Si dispone de una computadora, está en posibilidad de establecer
un medio de comunicación entre su PC (computadora) y cualquier otro
sistema de cómputo remoto del mundo. Sin embargo, para hacerlo,
debe disponer de acceso a una línea telefónica y tener su computadora
equipada con un módem.
Las líneas telefónicas se diseñaron para la comunicación oral, no
para la comunicación de datos. El Módem (modulator - demodulator;
modulador - desmodulador) convierte las señales eléctricas digitales de
una computadora a otra computadora y de una en señales análogas de
manera que sea posible transmitir datos por medio de líneas telefónicas.
Las señales eléctricas digitales se modulan para crear sonidos
similares a los que se escucha en un teléfono de marcación por tonos.
Cuando las señales análogas llegan a su destino, estas se desmodulan
por medio de otro Módem en señales eléctricas compatibles con la
computadora para su procesamiento. El procedimiento se revierte en el
caso de la comunicación de una computadora a una terminal o de una
computadora a un micro. Siempre se necesita un Módem para conectar
una computadora vía línea telefónica. El proceso de modulación-
desmodulación no es necesario cuando un micro o una terminal están
conectados directamente a una red a través de un medio de transmisión
como el cable UTP.
El Módem es un dispositivo de hardware esencial para cualquier
aplicación que implique el uso de una línea de teléfono para la
comunicación de datos. Muchos propietarios de PC usan sus Módem
para aprovechar los servicios de las redes de información comercial
(CompuServe, Genie, Prodigy, Internet. Etc.). Estas compañías ofrecen
una amplia gama de servicios, como transmisión de eventos deportivos
o en vivo, sistemas de compras desde el hogar, información financiera,
actividades de entretenimiento, y mucho más.
Procesador frontal
La terminal o PC que envía un mensaje es la fuente y la terminal o
PC que lo recibe es el destino. El procesador frontal establece la
conexión entra la fuente y el destino en el proceso llamado saludo.
Características de este hardware:
1- Nos ayudan a mantener una conexión estable.
2- Sin estos no podíamos utilizar la red.
3- Son de mucha ayuda en los trabajos y empresas.
6.- Introducción al Hardware de una Computadora.
Hardware corresponde a todas las partes físicas y tangibles de una
computadora, sus componentes eléctricos, electrónicos,
electromecánicos y mecánicos. El término proviene del inglés y es
definido por la RAE como el "Conjunto de los componentes que integran
la parte material de una computadora". Sin embargo, el término, aunque
es lo más común, no necesariamente se aplica a una computadora tal
como se la conoce, así por ejemplo, un robot también posee hardware (y
software).
En informática también se aplica a los periféricos de una
computadora tales como el disco duro, CD-ROM, disquetera, etc. En
dicho conjunto que compone el hardware se incluyen los dispositivos
electrónicos y electromecánicos, circuitos, cables o cajas, periféricos de
todo tipo y cualquier otro elemento físico involucrado.
El hardware se refiere a todos los componentes físicos (que se
pueden tocar), que en el caso de una computadora personal serían:
Unidades de disco, monitor, teclado, placa base, el microprocesador,
gabinete, memorias, etc.
Arquitectura del Procesador.
Un procesador, en su interior, no es más que un conjunto de
bloques interconectados entre sí. Cada uno de estos realiza una función.
El diseño de esos elementos y como se interconectan es lo que se llama
arquitectura.
Para funcionar, una computadora lee instrucciones y datos. La
velocidad a la que lee datos y realiza cálculos, viene determinada por la
famosa frecuencia de funcionamiento que puedes ver en cualquier
folleto de un micro.
Para entenderlo, hay que revisar un poco la historia. Cuando se
crearon los primeros microprocesadores, estos sólo eran capaces de
realizar una operación en cada ciclo de reloj. Sin embargo, gracias a
cambios arquitectónicos, cualquier procesador actual es capaz de
procesar varias instrucciones al mismo tiempo. Por supuesto, cada
arquitectura, será más eficiente al ejecutar unas u otras operaciones.
Aparte de eso, cuando se cambia la arquitectura, se pueden añadir
más bloques que ejecuten nuevas instrucciones. Es lo que ocurre con los
conjuntos de instrucciones SSE y AVX. Estas, permiten acelerar ciertos
cálculos asociados a programas matemáticos, científicos, financieros y
de seguridad. Al implementar estos bloques, se consigue aumentar la
velocidad de ejecución de forma radical, pero se necesita que los
desarrolladores de software vuelvan a crear los programas de nuevo.
A veces se va más allá de añadir unas cuantas instrucciones. La
capacidad de integración mejora a pasos agigantados. Cada 18 meses,
más o menos, estos avances permiten añadir el doble de transistores en
la misma área. Esto significa que en unos tres años se puede crear un
microprocesador que ocupe la cuarta parte de espacio.
El problema surge entonces a la hora de rellenar ese espacio. La
primera opción que se tomo fue la más lógica. Se añaden más núcleos,
que no es más que replicar procesadores e interconectarlos entre sí.
Tras esto, se tiende a integrar cada vez más elementos dentro de la
CPU. Digamos que los elementos pasan de la placa base poco a poco al
micro. Se van integrando por ejemplo, el controlador de memoria, o
la tarjeta gráfica.
Los fabricantes, teniendo en cuenta esto, añaden sistemas a los
procesadores para acelerar su funcionamiento siempre y cuando
estemos dentro de unos límites físicos aceptables. Ejemplos de
tecnologías que realizan esto son los famosos Turbo Core de
AMDy Turbo Boost de Intel. El procesador puede funcionar más lento en
caso de que el sistema no necesite tanta velocidad de ejecución.
Por supuesto, la arquitectura también define como se comporta el
procesador en relación a otros elementos de la placa base. Por ejemplo
la conexión con las memorias o los canales de acceso a las tarjetas
gráficas.
En definitiva, la arquitectura es junto a la tecnología de fabricación
lo que define las características y las posibles prestaciones de un
microprocesador. Como ves, todo esto hace que sea cada vez más
complejo la comparación entre los distintos procesadores ya que puede
ser que algunos sean más rápidos que otros en un tipo de aplicaciones y
en otras no.
Espacio de Memoria de y Entrada - Salida.
El espacio de memoria es un componente esencial en
cualquier computadora digital, debido a que es necesita almacenar los
programas que serán ejecutados por el procesador. Cabe hacer mención
que el espacio de la memoria es limitado por el cual se necesita, una
memoria alterna. Entonces podemos decir que el espacio de la memoria
en una computadora se compondrá de dos tipos que son:
La memoria principal.
La memoria secundaria.
La memoria principal es aquella que comunica directamente con el
procesador, por ejemplo, el 8086, 8088 y el 80286 utilizan una dirección
de 20 bits, con lo cual podemos acceder a 2ˆ20 lo cual nos indica que
podemos acceder a 1´048,576 localidades de memoria en términos
técnicos podemos decir que la capacidad máxima de dirección será de 1
MB.
El tiempo promedio requerido para acceder a una localidad de
almacenamiento en memoria y así poder obtener su contenido es
denominado tiempo de acceso consiste de un tiempo de búsqueda
requerido para posicionar la cabeza de lectura-escritura en una localidad
y un tiempo de busque que es usualmente mucho mayor que el tiempo
de transferencia, por tal razón el almacenamiento secundario es
organizado en registros o bloques. La tasa de transferencia es el número
de caracteres o palabras que el dispositivo puede transferir por segundo,
después de que ha sido posicionado al comienzo del registro o bloque.
Modos de Direccionamiento
1. Direccionamientos accesando dato inmediato y registro de datos
(modos inmediato y de registro).
Direccionamiento de registro.
Especifica el operando fuente y el operando destino. Los registros
deben ser del mismo tamaño. Ej. MOV DX, CX
MOV CL, DL.
Direccionamiento inmediato.
Un dato de 8 o 16 bits se especifica como parte de la instrucción.
p.ej. MOV CL, 03H. Aquí el operando fuente está en modo inmediato y el
destino en modo registro.
2. Direccionamiento accesando datos en memoria (modo memoria)
Direccionamiento directo.
La dirección efectiva (EA) de 16 bits se toma directamente del
campo de desplazamiento de la instrucción. El desplazamiento se coloca
en la localidad siguiente al código de operación. Esta EA o desplazamiento
es la distancia de la localidad de memoria al valor actual en el segmento
de datos (DS) en el cual el dato está colocado. Ej. MOV CX, START. START
puede definirse como una localidad de memoria usando las pseudo
instrucciones DB o DW.
Direccionamiento de registro indirecto.
La dirección efectiva EA está especificada en un registro apuntador
o un registro índice. El apuntador puede ser el registro base BX o el
apuntador base BP; el registro índice puede ser el Índice Fuente (SI) o el
Índice Destino (DI).
Ej. MOV (DI), BX.
Direccionamiento base
EA se obtiene sumando un desplazamiento (8 bits con signo o 16
bits sin signo) a los contenidos de BX o BP. Los segmentos usados son DS
y SS. Cuando la memoria es accesada, la dirección física de 20 bits es
calculada de BX y DS, por otra parte, cuando la pila es Accesada, la
dirección es calculada de BP y SS.
Ej. MOV AL, START (BX). El operando fuente está en modo base, y la
EA se obtiene sumando los valores de START y BX.
Direccionamiento indexado.
EA se calcula sumando un desplazamiento (8 o 16 bits) a los
contenidos de SI o DI. Ej. MOV BH, START (SI).
Direccionamiento base indexado.
EA se calcula sumando un registro base (BX o BP), un registro índice
(DI o SI), y un desplazamiento (8 o 16 bits).
Ej. MOV ALPHA (SI) (BX), CL.
Este direccionamiento proporciona una forma conveniente para
direccionar un arreglo localizado en la pila.
Direccionamiento cadena.
Este modo usa registros índice. La cadena de instrucciones
automáticamente asume que SI apunta al primer byte o palabra del
operando destino. Los contenidos de SI y DI son incrementados
automáticamente (poniendo a 0 DF mediante la instrucción CLD) o
decrementados (poniendo a 1 DF mediante la instrucción STD) para
apuntar al siguiente byte o palabra. El segmento del operando fuente es
DS y puede ser encimado.
El segmento del operando destino debe ser ES y no puede ser
encimado. Ej. MOVS BYTE.
3. Direccionamiento accesando puertos E/S. (modo E/S)
Hay dos tipos de direccionamiento usando puertos: directo e
indirecto.
En el modo directo, el número de puerto es el operando inmediato
de 8 bits, lo cual permite accesar puertos numerados del 0 al 255. Ej. OUT
05H, AL.
En el modo indirecto, el número de puerto se toma de DX,
permitiendo así 64K puertos de 8 bits o 32K puertos de 16 bits.
Las transferencias E/S de 8 y 16 bits deben hacerse vía AX y AL,
respectivamente.
4. Direccionamiento relativo
En este modo el operando se especifica como un desplazamiento de
8 bits con signo, relativo al PC. Ej. JNC START. Si C=0, entonces el PC se
carga con PC+el valor de START.
5. Son las diferentes maneras de especificar en informática un
operando dentro de una instrucción (lenguaje ensamblador). Cómo se
especifican e interpretan las direcciones de memoria según las
instrucciones. Un modo de direccionamiento especifica la forma de
calcular la dirección de memoria efectiva de un operando mediante el
uso de la información contenida en registros y / o constantes, contenida
dentro de una instrucción de la máquina o en otra parte.
6. Los ordenadores utilizan técnicas de direccionamiento con los
siguientes fines: 1 – Dar versatilidad de programación al usuario,
proporcionando facilidades tales como índices, direccionamientos
indirectos, etc., esta versatilidad sirve para manejar estructuras de
datos complejas como vectores, matrices, etc.2 – Reducir el número de
bits del campo de operando. Es tal la importancia de los modos de
direccionamiento que la potencia de una maquina se mide tanto por su
repertorio de instrucciones como por la variedad de modos de
direccionamiento que es capaz de admitir.
7. Implícito: En este modo de direccionamiento no es necesario
poner ninguna dirección de forma explícita, ya que en el propio código
de operación reconoce la dirección del (de los) operando(s) al (a los) que
se desea acceder con el (los) que se quiere operar. Un ejemplo de este
tipo de direccionamiento lo podemos encontrar en la arquitectura de
acumulador (AC) donde siempre hay un parámetro implícito y este es el
AC.Finalizando y dejando este modo de direccionamiento generalizado
para las arquitecturas más usuales, se remarca que también se puede
encontraren la arquitectura con registros de propósito general, por
ejemplo con órdenes como set c, que pone a 1 el registro c (acarreo).
8. Inmediato: En la instrucción está incluido directamente el
operando. En este modo el operando es especificado en la instrucción
misma. En otras palabras, una instrucción de modo inmediato tiene un
campo de operando en vez de un campo de dirección. El campo del
operando contiene el operando actual que se debe utilizaren conjunto
con la operación especificada en la instrucción. Las instrucciones de
modo inmediato son útiles para inicializar los registros en un valor
constante. Cuando el campo de dirección especifica un registro del
procesador, la instrucción se dice que está en el modo de registro.
9. Inmediato: Fig. 1. Funcionamiento del Método de
Direccionamiento Inmediato Ejemplo 1: MOV A, #17H
10. Directo: El campo de operando en la instrucción contiene la
dirección en memoria donde se encuentra el operando. En este modo la
dirección efectiva es igual a la parte de dirección de la instrucción. El
operando reside en la memoria y su dirección es dada directamente por
el campo de dirección de la instrucción. En una instrucción de tipo
ramificación el campo de dirección especifica la dirección de la rama
actual. Con este tipo de direccionamiento, la dirección efectiva es
contenida en la misma instrucción, tal como los valores de datos
inmediatos que son contenidos en la instrucción. Un procesador de 16
bits suma la dirección efectiva al contenido del segmento de datos
previamente desplazado en 4bits para producir la dirección física del
operando.
11. Directo: Fig. 2. Funcionamiento del Método de
Direccionamiento Directo Ejemplo: MOV A, 17H
12. Indirecto: El campo de operando contiene una dirección de
memoria, en la que se encuentra la dirección efectiva del operando.
6.4 Operaciones del Bus
En un sistema de cómputo, los diversos subsistemas deben tener
conexión entre sí; por ejemplo, la memoria y la CPU necesitan
comunicarse, así como la CPU y los dispositivos de E/S. Esto,
normalmente, se realiza con un bus, EI bus sirve como enlace de
comunicación compartido entre los subsistema. Las dos ventajas
principales de la organización del bus son su bajo costo y su versatilidad,
Al definir un sencillo esquema de interconexión, se pueden afiliar
fácilmente nuevos dispositivos y los periféricos pueden incluso
compartirse entre subsistemas de computadoras que utilicen un bus
común. EI costo sería bajo, ya que un simple conjunto de cables es una
ruta o camino múltiple compartido por todos los que se conectan a este
conjunto.
Los dos tipos de conexiones más comunes son; primero, todos los
elementos comparten un bus común, como se muestra en la figura 1.20,
en este caso solamente dos subsistema pueden comunicarse entre sí;
segundo, en sistemas más complejos se pueden tener dos o más buses,
en la figura 1.21, tenemos dos buses que son compartidos, uno es usado
para comunicar la CPU y la memoria y el otro para el procesador de E/S
y un conjunto de dispositivos de E/S.
Método de Comunicación con Bus Compartido
Desglosando en mayor detalle, tenemos que el método de
comunicación con bus compartido se puede representar más a detalle.
Típico bus estándar en un sistema de cómputo. Un bus de
comunicación entre los componentes de un sistema de cómputo, consta
de tres secciones principales que son: el bus de direcciones, el de datos
y el de control.
La serie de microprocesadores del 8080 al 80486 nos muestran un
ejemplo de la estructura del bus para memoria y EIS, se muestra en
forma esquemática presenta con el número de líneas requeridas por
cada sección del bus.
Estructura de las selecciones de memoria y E/S en el bus principal.
La implementación física de Ia interfase que controla los
dispositivos periféricos de EIS, que muestra como Ia tarjeta de interfase
de dispositivos de EIS se conecta al bus principal dei tablero principal.
6.5.- Instrucciones Básicas del Procesador.
Cualquier aplicación o programa que tengas en tu PC estará
formada por instrucciones y datos. Como datos se entiende todo aquello
sobre lo que vamos a trabajar o reproducir. Por ejemplo, una foto, un
video musical, una canción. Las instrucciones serán las encargadas de
decirle al procesador que hacer con esos datos, a veces los
transformaran, otras se encargara de enviarlo a la tarjeta gráfica o a la
de sonido.
El conjunto de instrucciones que un procesador soporta definirá
que aplicaciones entiende y por tanto cuales puede llegar a ejecutar. No
es igual por tanto el que te puedes encontrar en tu PC de sobremesa y el
que encuentras en un Smartphone.
Siempre ten en cuenta que cuando un nuevo conjunto de
instrucciones aparece tenemos que esperar a que sea implementado en
los nuevos programas y a veces que el sistema operativo los soporte. Es
decir, la mejora prometida, puede tardar años en verse.
Debido a que se producen continuos cambios en las tecnologías de
fabricación de los micros cada vez es más sencillo para los fabricantes
cambiar la arquitectura de estos para que sean capaces de soportar un
mayor número de ellas. Es una de las razones, la otra es la seguridad,
por la cual debes de tener siempre tu sistema operativo y tus programas
actualizados.
Las que podemos encontrar en la PC.
X86.
Es la mínima necesaria para ser capaz de ejecutar el sistema
operativo Windows. En concreto estas instrucciones trabajan con datos
de 32 bits. También es conocido como IA-32.
X64.
Es una extensión de la anterior para permitir trabajar con datos de
64 bits. También conocida por sus variantes AMD64, Intel 64, IA-64.
MMX.
Las aplicaciones multimedia necesitan instrucciones que sean
capaces de procesar muchos datos al mismo tiempo. Por ejemplo
puedes sumar 8 números enteros de 8 bits con una sola instrucción.
3d Now.
Es la respuesta de AMD a las MMX de Intel. Esta más avanzada
que la anterior. Su objetivo es acelerar las aplicaciones que trabajan con
sonido, video, etc.
SSE.
Este conjunto y todos los que vienen después, SSE2, SSE3, SSE4,
SSE4a vienen a añadir más posibilidades de aceleración a las
aplicaciones multimedia. Están basadas en la experiencia dada por los
creadores de esas aplicaciones que conocen aquellas instrucciones que
más se usan.
AVX.
Los registros son tan grandes que se trabaja con vectores en vez
de con datos individuales. Estamos hablando de 256 bits. La nueva
versión AVX2 la implementan los procesadores Bulldozer y Hasswell.
AES.
Este conjunto de instrucciones permite trabajar a tu procesador
con aplicaciones criptográficas. Estas son utilizadas para que los datos y
tu equipo estén más seguros que nunca.
TSX.
Creadas por Intel permiten gestionar de forma más eficiente los
recursos compartidos entre los distintos procesos que tienes a la vez
funcionando en un PC. Están pensadas para sacar el mayor provecho
posible al incremento en el número de núcleos que encuentras en el
procesador.
Otros tipos de instrucciones
Quizás la más popular en la actualidad es el conjunto de
instrucciones ARM en sus distintas versiones debido a que están
implementadas en gran cantidad de Smartphone.
7.- Dispositivos de entrada y salida y su programación.
La entrada de datos consiste en colocar en la memoria principal
datos provenientes desde algún dispositivo de entrada (teclado, disco,
etc.) para que la computadora, de acuerdo a un programa, realice una
tarea.
La salida de datos consiste en enviar datos (que, generalmente,
son el resultado de un procesamiento) desde la memoria principal hacia
un dispositivo de salida (pantalla, impresora, disco, etc.).
La siguiente figura muestra un esquema conceptual del equipo de
cómputo.
Esquema conceptual del equipo de cómputo:
La consola
En los albores de la computación, el teclado y la pantalla formaban
la consola.
En la actualidad, a la combinación de teclado y pantalla se les
sigue considerando como a la antigua consola.
En C#, la entrada y la salida de datos se pueden manejar a través
de los métodos de la clase Console.
Entrada de datos desde el teclado
Para la entrada de datos por medio del teclado se pueden utilizar
los métodos Read ( ) y ReadLine ( ) de la clase Console.
Ejemplos:
System.Console.Read ( ); // Lee el siguiente carácter desde el flujo
de la entrada estándar.
System.Console.ReadLine ( ); // Lee la siguiente línea de caracteres
desde el flujo de la entrada estándar.
Salida de datos hacia la pantalla
La salida de datos hacia la pantalla se puede realizar utilizando los
métodos Write y WriteLine ( ) de la clase Console.
Ejemplos:
System.Console.Write ( ); // Escribe el siguiente carácter en el flujo
de la salida estándar (la pantalla).
System.Console.WriteLine ( ); // Escribe la siguiente línea de
caracteres en el flujo de la salida estándar.
7.1.- Dispositivos Estándar de Entrada
Las características de interfase de un dispositivo de E/S, tal como
la longitud de palabra usada para transferencia de datos al exterior y la
máxima velocidad de transferencia de datos, con frecuencia son
significativamente diferentes de las del microprocesador al que es
conectado. Cabe recordar que muchas de las variables físicas con las
que un microprocesador debe interactuar no son de naturaleza eléctrica,
y puede tornar valores analógicos (continuos) en vez de valores digitales
(discretos). La velocidad máxima a la que pueden a la que pueden
producirse nuevos datos o ser aceptados por el dispositivo de E/S a
menudo difieren extraordinariamente de la del microprocesador. En
particular, los dispositivos de EJS en los que estén implicados
movimientos mecánicos operan a unas velocidades muchos menores. Si
se interconectan a un mismo microprocesador varios dispositivos de EIS,
deben preverse medios para seleccionar sólo un dispositivo en el
momento de efectuarse la operación de E/S, así se previenen conflictos
en el uso del bus del sistema.
Las condiciones precedentes implican que los circuitos de interfase
EIS deben realizar las siguientes funciones:
. Conversión de datos.
. Sincronización.
. Selección del dispositivo.
La conversión de datos se refiere al acoplamiento de las
características físicas y lógicas de las señales de datos empleadas por el
dispositivo de EIS a las empleadas por el bus del sistema. Esto incluye
una conversión de señales entre las formas analógica y digital y la
conversión entre el formato de transmisión de datos serie (bit a bit)
utilizado por algunos dispositivos de E/S y los formatos paralelo (palabra
a palabra) usados por la mayoría de microprocesadores. La
sincronización se necesita para dirimir las diferencias entre las
velocidades operativas del CPU, la memoria principal y los dispositivos
de E/S. Esto usualmente requiere de la inclusión en el circuito de
interfase de una o más palabras de memoria temporal o intermedia.
Los dispositivos de EIS y la CPU funcionan independientemente en
el sentido de que sus relojes internos no están sincronizados uno con
otro. Por ello deben intercambiarse señales de control de conformidad
(listo, petición, reconocimiento, etc.) del tipo para iniciar o terminar las
operaciones de Es. La selección de dispositivo también implica el
intercambio de señales de control. La selección de un dispositivo de Es
por el CPU puede realizarse de la misma forma que una operación de
lectura o escritura en memoria. La CPU sitúa una palabra de dirección
asociada con el dispositivo en cuestión en el bus de direcciones del
sistema, y activa las líneas de control adecuadas de disponibles para
entrada (leer) o salida (escribir). Verdaderamente algunos
microprocesadores, tal como el 6800, utilizan las mismas señales de
control e instrucciones para acceder o bien a su memoria principal o
bien a sus dispositivos de EIS. Las operaciones de EIS pueden también
ser iniciadas por un dispositivo de EIS, por ejemplo, transmitiendo a la
CPU una señal de petición de interrupción.
7.2.- Dispositivos Estándar de Salida
DISPOSITIVOS DE SALIDA Son los dispositivos que reciben
información que es procesada por la CPU y la reproducen para que sea
perceptible para la persona.
Tipos de dispositivos de salida
Monitor Altavoz
Auriculares Impresora
Plotter Proyector
Monitor: Es un periférico de salida que muestra la información de
forma gráfica de una computadora. Los monitores se conectan a la
computadora a través de una tarjeta gráfica.
Altavoz: El altavoz es un dispositivo utilizado para reproducir
sonido desde un dispositivo electrónico. También es llamado
altoparlante, bocina, speaker, loudspeaker.Los altavoces convierten las
ondas eléctricas en energía mecánica y esta se convierte en energía
acústica.
Auriculares: Son transductores que reciben una señal eléctrica de
un tocador de medios de comunicación o el receptor y usan altavoces
colocados en la proximidad cercana los oídos para convertir la señal en
ondas sonoras audibles.
Impresora: Es un dispositivo periférico de ordenador que permite
producir una gama permanente de textos o gráficos de documentos
almacenados en formato electrónico, imprimiéndolos en medios físicos,
normalmente en papel o transparencias, utilizando cartuchos de tinta o
tecnología láser.
Plotter: Un plotter es un dispositivo de impresión para gráficos
vectoriales o dibujos lineales. Suele utilizarse en la ingeniería, el diseño
y la arquitectura. Existen plotters que permiten impresiones de gran
tamaño.
Proyector: Un proyector es un dispositivo que dispara un haz de
luz sobre una pantalla o superficie formando una imagen, este
dispositivo puede conectarse a un televisor, video, computadora, entre
otros.
7.3.- Otros Dispositivos E/S
Son aquellos que tienen doble función de ingresar y sacar la
información del computador:
. La Lectora de CD/DVD.
. La Disquetera.
. Los Puertos USB.
. FAX/Modem.
Lectora de CD/DVD: Una unidad lectora de CD/DVD permite leer el
contenido del disco óptico insertado en ella. Para leer el contenido
almacenado utiliza un láser especial, o sea, luz, por lo tanto no toca en
ningún momento la superficie del disco de forma física (a diferencia de
los casetes de audio o los discos de vinilo). Esto significa que la lectura
de un disco óptico no alterna de ninguna manera su superficie.
La Disquetera: El disquete es un disco removible magnético
utilizado para almacenar datos.
El primer disquete llegó al mercado en 1971 de la mano de IBM y
tenía un considerable tamaño de 8". Debido a su flexibilidad fueron
conocidos como “Floppy”. A pesar de su tamaño solamente podían
almacenar 100 Kb de datos.
A este le siguió el disco de 5¼. La primera versión de éste llegó en
Diciembre de 1976 aumentando la capacidad de los discos hasta los 110
Kb. Su precio era de unos 300 euros por unidad. Este tipo de discos
evolucionó con el tiempo aumentando su capacidad, desde los 160 Kb
hasta los 1,2 Mb.
Puerto USB: Significa ("Universal Serial Bus") o su traducción al
español es línea serial universal de transporte de datos. Es básicamente
un conector rectangular de 4 terminales que permite la transmisión de
datos entre una gran gama de dispositivos externos (periféricos) con la
computadora; por ello es considerado puerto; mientras que la definición
de la Real Academia Española de la lengua es "toma de conexión
universal de uso frecuente en las computadoras".
+ La versión USB 1.0 Aparece en el mercado, junto con el
lanzamiento del microprocesador Intel® Pentium II en 1997.
+ Cada puerto, permite conectar hasta 127 dispositivos
externos, pero solo se recomiendan como máximo 8, porque se satura la
línea del puerto y se ralentiza el sistema al tener que administrarse
todos simultáneamente.
+ Cuenta con tecnología "Plug&Play" la cual permite conectar,
desconectar y reconocer dispositivos sin necesidad de reiniciar o apagar
la computadora.
+ Las versiones USB 1.X y USB 2.0 transmiten en un medio
unidireccional los datos, esto es solamente se envía o recibe datos en un
sentido a la vez, mientras que la versión USB 3 cuenta con un medio
Duplex que permite enviar y recibir datos de manera simultánea.
+ A pesar de que el puerto USB 3, está actualmente integrado ya
en algunas placas de nueva generación, aún no hay dispositivos
comerciales/populares para esta tecnología.
FAX/MODEM: Módem proviene de ("MODulator/DE-Motulator") o
modulador/desmodulador. Es una tarjeta para expansión de capacidades
que permite convertir la señal analógica de la red telefónica en digital
de la computadora y viceversa, y así poder acceder a servicios tales
como el acceso a Internet (red mundial de redes) y él envió de fax por
medio de una aplicación especial para ello. La tarjeta fax-módem se
inserta dentro de las ranuras de expansión o "Slots" integradas en la
tarjeta principal ("Motherboard") y se atornilla al gabinete para evitar
movimientos y por ende fallas. Todas las tarjetas fax-módem integran
dos puertos para conectar el cable telefónico, uno para señal de entrada
y otro para señal de salida. Otras funciones del fax-módem son de la
compresión de datos para evitar el manejo de largas cadenas de datos,
así como la corrección de errores provenientes de la línea telefónica
debido a la variación de voltajes.
Mientras que una tarjeta de interfaz de voz permite concentrar
varias líneas telefónicas para un alto tráfico de llamadas, por medio de
puertos RJ-11 o RJ45 y un enlace proporcionado por un proveedor de
telefonía.
7.4.- Periféricos
Se denominan periféricos a los dispositivos a través de los cuales
el ordenador se comunica con el mundo exterior, en este punto
veremos:
- Cuales son los principales periféricos y como los podemos
clasificar.
- Para qué sirve cada uno de ellos.
- En que nos tenemos que fijar a la hora de comprar un modelo u
otro.
Podremos clasificar los periféricos en grupos:
- PERIFÉRICOS DE ENTRADA: Nos van a servir para introducir
información en el ordenador, por ejemplo, el teclado, el Scanner,....
- PERIFÉRICOS DE SALIDA: Los utilizamos para observar los
resultados obtenidos en el ordenador, pertenecen por lo tanto a este
grupo, el monitor, altavoces,...
- PERIFÉRICOS DE ENTRADA/SALIDA: Sirven para las dos cosas al
mismo tiempo, por ejemplo, a través de la impresora podemos obtener
resultados obtenidos por el ordenador en papel (periférico de salida),
pero además la impresora puede mandar información al ordenador
cuando por ejemplo, no tiene papel o está atascada (periférico de
salida).
A continuación, vemos algunos de los periféricos más utilizados:
DE
ENTRADA
- Teclado: Gracias a este dispositivo podemos enviar al ordenador instrucciones en forma de texto, símbolos o datos numéricos.
- Ratón: Con él podemos guiar el puntero a través de la pantalla, con el fin de seleccionar objetos, abrir archivos, desplegar menús, elegir opciones,...
- Scanner: Con este dispositivos introducimos imágenes y textos dentro del ordenador, cuando compres un escáner debes tener en cuenta su resolución y la velocidad entre otras cosas.
Para completar la información pincha en
el siguiente enlace:
- Micrófono: Nos permite introducir sonidos en el ordenador
- WebCam: Permite introducir imágenes en movimiento en el ordenador, con ellas, podemos estableces videoconferencias, o realizar grabaciones que podemos editar en CD o subirlas a algún servidor de internet como por ejemplo YouTube.
DE
SALIDA
- Monitor: Vemos en la pantalla tanto lo que nosotros hacemos en cada momento, como los resultados obtenidos por el ordenador. Al comprarlo debemos tener en cuenta:
- El nº de pulgadas: La longitud de la diagonal.- La resolución máxima: Cuanto mayor sea su valor,
mayor nitidez podremos obtener.- El tiempo de respuesta (en los TFT) o frecuencia de
barrido (en los CTR): Si sus valores son bajos podemos ver como la pantalla "parpadea" lo cual cansa a la vista.
Para completar la información pincha en el siguiente
enlace:
CTR: TFT:
- Altavoz: A través de ellos podemos escuchar sonidos que tengamos guardados en el ordenador.
DE E/S
- Impresora: A través de ella podemos obtener en papel los textos, gráficos,... A la hora de comprarla debemos tener en cuenta:
- De tinta o láser: Dependerá sobre todo del número de copias que hagamos (si son pocas, la impresora de tinta será más económica)
- La resolución máxima: Cuanta más resolución mejor calidad de impresión.
- La velocidad a la que hace las copias.- En el caso de las impresoras de tinta, es importante el
precio de sus cartuchos (en algunos casos te puedes llegar a plantear si no sale más económico comprar una nueva).
Para completar la información pincha en el siguiente
enlace:
DE TINTA: LÁSER:
- Dispositivos de conexión de Internet: Los más habituales son:
- El módem: La señal del ordenador, que es digital, se convierte en analógica a través del módem y se transmite por la línea telefónica. Es la red de menor velocidad y calidad (56 kbits por segundo).
- El
adaptador de red: Se utiliza cuando la compañía que nos suministra Internet, ya nos proporciona la señal digital
- El
Módem ADSL: Recibe directa-
mente señales digitales, y además por un cable especial que proporciona lo que llamamos "banda ancha",
Pincha
para saber más del ADSL
- Tar
jeta Wireless: Se conectan al ordenador o bien a una ranura PCI o por el puerto USB, y permite obtener una red inalámbrica.
8.- Dispositivos de Almacenamiento y su Programación
Las unidades de almacenamiento son dispositivos o periféricos del
sistema, que actúan como medio de soporte para la grabación de los
programas de usuario y de los datos que son manejados por las
aplicaciones que se ejecutan en estos sistemas; en otras palabras nos
sirven para guardar la información en nuestro computador.
A veces se dice que una computadora tiene dispositivos de
almacenamiento primarios (o principales) y secundarios (o auxiliares).
Cuando se hace esta distinción, el dispositivo de almacenamiento
primario es la memoria de acceso aleatorio (RAM) de la computadora, un
dispositivo de almacenamiento permanente pero cuyo contenido es
temporal. El almacenamiento secundario incluye los dispositivos de
almacenamiento más permanentes, como unidades de disco y de cinta.
MEDIDAS DE ALMACENAMIENTO DE INFORMACION
*Byte:
Unidad de información que consta de 8 bits; en procesamiento
informático y almacenamiento, el equivalente a un único carácter, como
puede ser una letra, un número o un signo de puntuación.
*Kilobyte (Kb):
Equivale a 1.024 bytes.
*Megabyte (Mb):
Un millón de bytes o 1.048.576 bytes.
*Gigabyte (Gb): Equivale a mil millones de bytes.
En informática, cada letra, número o signo de puntuación ocupa un
byte (8 bits). Por ejemplo, cuando se dice que un archivo de texto ocupa
5.000 bytes estamos afirmando que éste equivale a 5.000 letras o
caracteres. Ya que el byte es una unidad de información muy pequeña,
se suelen utilizar sus múltiplos: kilobyte (Kb), megabyte (MB), gigabyte
(GB)... Como en informática se utilizan potencias de 2 en vez de
potencias de 10, se da la circunstancia de que cada uno de estos
múltiplos no es 1.000 veces mayor que el anterior, sino 1.024 (210 =
1.024). Por lo que 1 GB = 1.024 MB = 1.048.576 Kb = más de 1.073
millones de bytes.
Unidades de Disco Flexible
El floppy disk (disco flexible), también conocido corno floppies o
diskettes (este último seleccionado en función de que mantuviera la
concordancia con la palabra
Cassette. Es tipo de medio de almacenamiento inicialmente se
desarrolló por 1811 en 1967 el primer disco de 8” con el propósito de
almacenar micro código en sus sistemas 370, cabe hacer la aclaración
que este tipo de sistemas fue el precursor en el uso de memoria
semiconductora (estado sólido). Este primer disco de 8” denominado
“disco de memoria” podía almacenar 80 KB, y el cual era de solo lectura;
es conveniente aclarar que este primer tipo de disco flexible se
manejaba tal como se manipula un disco óptico y con lo cual estaba
expuesto al polvo y su contaminación por el manejo inadecuado.
En 1973, en esa misma dimensión se desarrolla un con capacidad
de 256 KB y este fue sede escritura y lectura y además de contar con
una envoltura plástica flexible con fieltro en su interior.
En 1976, se introduce el disco de 5l/” con la finalidad de desplazar
el de 8” que se volvió un requisito indispensable al aparecería
computadoras personales (PC’s) que requerían que sus accesorios de
almacenamiento externo también estuvieran acorde al nuevo concepto
acuñado para las computadoras. Este de disco tenía una capacidad de
almacenamiento de 110 KB.
En 1978, en el mismo tamaño aparece el disco de doble densidad
y con una capacidad de almacenamiento de 360 KB, cabe hacer la
aclaración que con este tipo de dispositivo al acunar el termino doble
densidad se maneja el grabado y lectura por ambos lados. Cabe
recordar que durante las décadas de los 70’s y 80’s las PC’s
(microcomputadoras) no contaban con disco duro, razón por la cual el
sistema operativo se manejaba en un disco de este tipo y en otro
manejaban las aplicaciones.
A principios de los 80’s, con la aparición de discos de 96 pistas por
pulgada, la capacidad de los discos se incrementó de 360 a 720 KB lo
que no tuvo mucha repercusión, pero en 1984 aparece este mismo disco
con alta densidad 96 pistas por pulgada y doble lado lo que permitió
tener una capacidad de almacenamiento de 1.2 MB. En esos tiempos ya
habían aparecido los discos duros de 10 y 20 1’IB pero los cuales eran
muy caros, por lo que este último disco flexible era una opción muy
viable y de acceso a usuarios del rubro de PC’s.
A fines de la década de los 80’s los discos de 51/4” empiezan a ser
desplazados (desaparece a mediados de los 90’s) por los discos de 3’!:”
con una capacidad de almacenamiento de 720 KB y posteriormente 1.44
MB, este último ha empezado a desaparecer y será espera que esto
suceda a mediados de la primera década de este nuevo milenio. En la
figura 5.1 se presentan los discos flexibles antes discutidos. En la figura
5.2 se muestran manejadores para discos flexibles de 51/4”y 31/a”.
Un disco flexible es un dispositivo para almacenar información que
será comprimida en una superficie circular flexible y recubierta con un
material magnetizado (óxido de hierro) y el cual será contenido por una
cubierta cuadrada flexible (casos de 8 o 51/4) o rígida (caso de 31h”).
Este tipo de disco gira a una velocidad mayor o igual a 300 revoluciones
por minuto. Los bits se almacenan en la superficie magnética en puntos
a lo largo de círculos concéntricos llamados pistas (tracks). Por lo
general las pistas se dividen en secciones denominadas sectores. En la
mayoría de los sistemas la cantidad mínima que se puede transferir es la
contenida en un sector, y el cual puede ser de 512 bytes, el número de
pistas puede ser de 40 a 80 y el ancho de la pista es de 0.3 milésimas
de pulgada.
A partir de estos podemos calcular los valores máximos de
almacenamiento, por ejemplo, para el de 51/4’ de alta densidad,
tenemos;
. Capacidad total = (Pistas o cilindros X Sectores X Cabezas) (512
bytes/sector)
. Capacidad = (80X15X2X0.5) = 1200 KB = 1.2 MB
. Para el caso del disco de 3½” de baja densidad, tenemos;
. Capacidad = (80X9X2X.5) = 720 KB
A diferencia de los discos duros, donde las cabezas flotan a unas
cuantas micras de la superficie (10 micro pulgadas), las cabezas de
hecho tocan la superficie del disquete. Como resultado de lo anterior,
tanto las cabezas como los disquetes se desgastan más rápido. Para
reducir el desgaste, las PC’s a través de los manejadores (drivers)
retraen las cabezas y detienen la rotación cuando el dispositivo no lee o
escribe. En consecuencia, cuando seda el siguiente comando de lectura
o escritura existe un tiempo de espera de alrededor de medio segundo
mientras el motor alcanza la velocidad requerida. A la posición radial de
las cabezas (distancia del eje) se le llama cilindro.
8.2.- Unidades de Disco Duro
En 1952 el ingeniero Reynold Johnson de IBM, desarrollo un
dispositivo de almacenamiento masivo denominado disco duro y el cual
consistía de 50 platos, donde cada uno tenía un diámetro de 2’, que
rotaban montados en un eje central a una velocidad de 1,200 rpm y con
cabezas de lectura y escritura. Dicho disco fue usado en la computadora
Bismark de la RCA para la aplicación de base de datos. En la figura 5.5
se muestra este disco, y su inventor.
EI primer disco duro usado como un estándar de almacenamiento
fue el IBM 350, que fue introducido en 1955 y que fue usado en la
computadora IBI’1 305. Este disco duro tenia cincuenta platos (discos
internos) de 24”, con una capacidad de 5 millones de caracteres.
En 1973, lBr’1 introdujo el Winchester 3340 con una capacidad de
3D MB y un tiempo de acceso de 3D milisegundos, la combinación de
ambos valores numéricos propicio el nombre del disco debido a que el
rifle 30-3D es de la marca Winchester. Cabe mencionar que este fue el
primer disco duro encapsulado en un recipiente metálico. Hoy en día
este tipo de dispositivos utilizan este tipo de tecnología de encapsulado.
Este tipo de encapsulado protege a los platos, y mecanismos internos
del polvo, de la condensación y otras fuentes de contaminación.
Los discos duros no fueron de uso común en las PC’s hasta 1981,
cuando Shugart Technologies introdujo el ST-5D6, el primer disco de
51/4” con una capacidad de 5 MB.
Un disco duro utiliza platos rígidos rotatorios. Este almacena y
reenvía información digital de una superficie magnética y plana. La
información es escrita en el plato mediante la transmisión de un flujo
magnético mediante una cabeza, la cual se encuentra muy próxima al
material magnético (óxido de hierro), con lo cual permite que se realicen
cambios en la polarización del material magnético en la superficie de los
platos. Las cabezas de escritura/lectura están hipotéticamente hablando
sobre un amortiguamiento de aire de solo nanómetros entre las cabezas
y los platos. Por lo cual la superficie de los platos y su entorno deberán
mantenerse inmaculadamente limpios, de huellas dactilares, pelo, polvo,
así como partículas de humo, que en ese entorno tendrían la
dimensiones equivalentes a montanas cuando son comparados en el
mundo microscópico de la distancia entre plato y cabeza mantienen.
8.3.- Unidades de Almacenamiento Óptico
Los dispositivos de almacenamiento por medio óptico son los más
utilizados para el almacenamiento de información multimedia, siendo
ampliamente utilizados en el almacenamiento de películas, música, etc.
A pesar de eso también son muy utilizados para el almacenamiento de
información y programas, siendo especialmente utilizados para la
instalación de programas en las computadoras.
Ejemplos de dispositivos de almacenamiento por medio óptico son
los drives de CD-ROM (lectoras de CD), CD-RW (grabadoras de CD), DVD-
ROM (lectoras de DVD), DVD-RW (grabadoras de DVD) y los distintos
combos lectoras y grabadoras de CD y DVD.
La lectura de la información en un medio óptico se da por medio
de un rayo láser de alta precisión, que es proyectado en la superficie del
medio. La superficie del medio es grabada con surcos microscópicos
capaces de desviar el láser en diferentes direcciones, representando así
diferente información, en la forma de dígitos binarios (bits).
La grabación de la información en un medio óptico necesita de un
material especial, cuya superficie está realizada de un material que
puede ser "quemado" por el rayo láser del dispositivo de
almacenamiento, creando así los surcos que representan los dígitos
binarios (bits).
9.- Sistema Mínimo
Un sistema mínimo es la expresión mínima de circuitería necesaria
para "Hechar a andar" un microcontrolador o microprocesador. En lo
general, el sistema mínimo depende de las características del
microcontrolador, familia lógica, marca, etc...
Para el microcontrolador PIC16F877A, por ejemplo, el sistema
mínimo requerido para hacer funcionar el microcontrolador.
En el caso del diseño propuesto el sistema mínimo no solo cuenta
con botones de entrada, sino también con un monitor binario, con lo cual
tenemos la posibilidad de interactuar con el mundo exterior.
9.1.- Interconexión
La interconexión constituye una técnica que responde a la
necesidad de hacer interactuar las distintas infraestructuras (redes) con
tecnologías y diseños diferentes, con la finalidad que los usuarios
conectados perciban el servicio como si se tratara de una sola red (1).
La Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT) ha definido a
la interconexión como “los arreglos comerciales y técnicos bajo los
cuales los proveedores de servicios conectan sus equipos, redes y
servicios para permitir a los consumidores acceder a servicios y redes de
otros proveedores de servicios” (2).
Por su parte, la Organización para la Cooperación y el Desarrollo
Económico (OCDE) ha definido interconexión como “la forma por la cual
diferentes redes están conectadas para permitir el tráfico pasar entre
ellas, incluyendo el conducir el tráfico sobre la red de un operador por
cuenta de otro operador o proveedor del servicio.”
De las definiciones citadas podemos afirmar que la interconexión
engloba un proceso que puede ser analizado en dos vertientes
estrechamente relacionadas:
a) Material
b) Acuerdo entre proveedores
La primera de ellas, es decir, la material, se refiere a la necesidad
física de que los equipos, redes y servicios estén diseñados de forma tal,
que permitan que los usuarios de servicios y redes de otro proveedor
puedan ser conectados. La segunda de ellas, se refiere a la necesidad de
que diversos proveedores de servicios que empleen también distintas
redes, adopten acuerdos entre ellos para permitir que los usuarios de
cada una, tengan acceso a los servicios de la otra.
No obstante lo señalado, podemos afirmar que la interconexión
material o física es la premisa básica para poder hablar de un “acuerdo
o arreglo de interconexión”, pero la posibilidad de interconexión física no
necesariamente significa que un proveedor de servicios podrá
conectarse con la red de otro proveedor, por lo que resultan
indispensables los acuerdos de interconexión.
La importancia de la interconexión radica en que, en materia de
telecomunicaciones, el beneficio para el usuario se verá incrementado
en la medida en que pueda comunicarse con más usuarios,
independientemente de que éstos pertenezcan a su propia red o a la red
de otro proveedor, por lo que, de limitarse por medio de barreras físicas
o de otro tipo, el alcance a usuarios que no formen parte de la misma
red del operador, entonces el beneficio para el usuario se ve disminuido
o limitado.
En el contexto actual, la interconexión puede parecer un concepto
que resulta lógico, al pensar en un mercado en el que existen dos o más
proveedores de servicios de telecomunicaciones; sin embargo, el
término interconexión surge como resultado de un proceso que, desde
hace varios años, se ha dado en mayor o menor medida dependiendo de
las condiciones de distintas regiones o países en el sector
telecomunicaciones, conocido como “liberalización de las
telecomunicaciones”, en el que debido a los avances tecnológicos han
surgido empresas con interés de participar en los mercados de
telecomunicaciones que, originalmente, fueron concebidos como
monopolios naturales.
En un principio, la prestación de los servicios de
telecomunicaciones, principalmente telefonía, surgió en la mayoría de
los países, bajo la figura de monopolio estatal, debido a que se requería
de grandes inversiones para el despliegue de las redes, de forma que
llegaba a considerarse antieconómico e inclusive irracional la
duplicación de redes o infraestructuras(3) por lo que la conexión entre
redes no representaba ningún problema ya que no existían otros
proveedores que quisieran conectarse a la red principal, ésta última, por
su propia naturaleza, concentraba al total de los usuarios, además de
que utilizar la red principal para enlazar a distintos usuarios,
representaba la forma más barata de comunicar y no se habían
desarrollado plenamente tecnologías que pudieran competir con la red
creada originalmente, comunicando de forma distinta a los usuarios.
El proceso descrito, se vio revertido en la década de los años 80,
gracias a los avances tecnológicos que permitieron el empleo de nuevos
sistemas de redes que facilitaban comunicaciones a larga distancia por
medio del espacio, generando que otros operadores se interesaran en
participar en el sector de las telecomunicaciones, desarrollando sus
propias redes.
En ese orden de ideas, la interconexión asegura que cualquier
comunicación pueda llegar a su destino independientemente de la red
que se utilice, proceso que, de no existir, generaría que los usuarios se
vieran limitados a conectarse únicamente con los usuarios de su misma
red (v.g. a un usuario de Telmex, únicamente se le permitiría
comunicarse con el resto de usuarios de la red de Telmex, pero no con
un usuario de la red de otra empresa) y, en consecuencia, que el
operador con mayor número de usuarios cuente con ventajas respecto a
sus competidores, pero sobre todo, que los usuarios vean limitadas sus
capacidades de comunicación salvo que contrataran servicios con todas
las redes de los operadores disponibles, con el costo que ello implica.
En suma, la interconexión facilita la posibilidad a usuarios de
servicios de telecomunicaciones de comunicarse con otros usuarios o
acceder a servicios y redes de otros operadores. El concepto de
interconexión ha cobrado mayor relevancia en los últimos años, debido a
que actualmente existe la posibilidad de que, mediante distintas
plataformas de red (como pueden ser las de empresas de TV por cable,
satelital, las telefónicas tanto fijas como móviles, las de servicios de
internet, entre otras) se puedan transportar diversos tipos de servicios,
proceso conocido como “Convergencia” (4).
De tal forma, resulta indispensable que las autoridades
reguladoras del sector garanticen la interconexión de todas las
plataformas de red bajo condiciones competitivas, dado que para
permitir la interconexión, el operador de una red tiene derecho de
cobrar una tarifa al operador que, una vez interconectado, utilice su red
para concluir el envío de información y dicha tarifa se vería reflejada
finalmente en el precio al usuario final, por lo que, en caso de que uno
de los operadores posea una red más amplia, podría fijar tarifas más
altas al operador cuya red no tiene la misma dimensión y que se vería
mayormente beneficiado por la interconexión.
En ese orden de ideas, la intervención de la autoridad reguladora
para impulsar tarifas de interconexión que se ajusten al costo real para
los operadores, en beneficio de los usuarios, es de gran importancia.
En relación con lo señalado, la Ley Federal de Telecomunicaciones
establece lo siguiente:
“Artículo 41. Los concesionarios de redes públicas de
telecomunicaciones deberán adoptar diseños de arquitectura abierta de
red para permitir la interconexión e interoperabilidad de sus redes. A tal
efecto, la Secretaría elaborará y administrará los planes técnicos
fundamentales de numeración, conmutación, señalización, transmisión,
tarifación y sincronización, entre otros, a los que deberán sujetarse los
concesionarios de redes públicas de telecomunicaciones. Dichos planes
deberán considerar los intereses de los usuarios y de los concesionarios
y tendrán los siguientes objetivos:
I. Permitir un amplio desarrollo de nuevos concesionarios y
servicios de telecomunicaciones;
II. Dar un trato no discriminatorio a los concesionarios, y
III. Fomentar una sana competencia entre concesionarios.”
“Artículo 42. Los concesionarios de redes públicas de
telecomunicaciones deberán interconectar sus redes, y a tal efecto
suscribirán un convenio en un plazo no mayor de 60 días naturales
contados a partir de que alguno de ellos lo solicite. Transcurrido dicho
plazo sin que las partes hayan celebrado el convenio, o antes si así lo
solicitan ambas partes, la Secretaría, dentro de los 60 días naturales
siguientes, resolverá sobre las condiciones que no hayan podido
convenirse.”
De los párrafos en cita, podemos concluir que, como se señaló al
inicio, la interconexión se compone de dos elementos fundamentales, el
material o físico y el acuerdo entre operadores a los que se agregaría,
en última instancia, la intervención por parte de la autoridad.
(1) Dromi, Roberto. Telecomunicaciones. Interconexión y
Convergencia Tecnológica. Ed. Ciudad Argentina – Hispania Libros.
Buenos Aires – Madrid - México. 2008. Pág. 141.
(2) Ídem
(3) Ídem, pág. 133.
(4) Al respecto, ver apartado de Convergencia en:
http://www.observatel.org/telecomunicaciones/
Verificación
Verificación de la calidad del software en las fases previas a su
arranque.
Para ello, gestionará equipos de trabajo técnicos in y off-shore,
definirá los planes de acción correctivos.
Dicho de otro modo:
. Verificando,
. Comprobamos que la implementación del software es correcta,
. Descubriendo defectos; validando, evaluamos el producto
desarrollado para ver si cumple las necesidades que originaron su
desarrollo.
Durante la verificación se suelen usar técnicas estáticas también
conocidas como caja blanca y durante la validación, dinámicas o
conocidas como caja negra.
Prueba de Funcionamiento
Las pruebas de funcionamiento de las aplicaciones y nuevos
módulos software, se realizan mediante la utilización del software a
implementar, así mismos se creado nos dé una respuesta satisfactoria,
tenga una aceptación en el mercado, sea útil y de fácil manejo para el
usuario.
Es recomendable realizar reportes de seguimiento y análisis
estadísticos del funcionamiento del software o hardware utilizado.
Prueba con Programas
Como parte que es de un proceso industrial, la fase de pruebas
añade valor al producto que se maneja: todos los programas tienen
errores y la fase de pruebas los descubre; ese es el valor que añade. El
objetivo específico de la fase de pruebas es encontrar cuantos más
errores, mejor.
Es frecuente encontrarse con el error de afirmar que el objetivo de
esta fase es convencerse de que el programa funciona bien. En realidad
ese es el objetivo propio de las fases anteriores (quién va a pasar a la
sección de pruebas un producto que sospecha que está mal). Cumplido
ese objetivo, lo mejor posible, se pasa a pruebas.
Esto no obsta para reconocer que el objetivo último de todo el
proceso de fabricación de programas sea hacer programas que
funcionen bien; pero cada fase tiene su objetivo específico, y el de las
pruebas es destapar errores.
Probar un programa es ejercita rio con la peor intención a fin de
encontrarle fallos.
Por poner un ejemplo duro, probar un programa es equivalente a b
actividad de ciertos profesores para los que examinar a un alumno
consiste en poner en evidencia todo lo que no sabe. Esto es penoso
cuando se aplica a personas; pero es exactamente lo que hay que
hacerle a los programas.
Conclusiones:
Los sistemas actuales son dispositivos que están interconectados de
diferentes maneras que nos pueden proporcionar la programación
estructura para el manejo de dispositivos externos he internos de la
computadora.
La estructura es lo más esencial par ale manojo de la información que
normalmente esta constituida por pulsos eléctricos de componentes
electrónicos los cuales tienen internamente los protocolos y las
estructuras del flujo de su información.
En resumen lo más importante de los diferentes componentes de la
computadora, realmente están de manera lógica ya que sin ella solo
serian componentes energizados sin coherencia.
