Entrada/Saída 03/04

Entrada/Saída 03/04

1. Canais e Processadores de E/S

   • A evolução da função de E/S
     • 1. A CPU controla diretamente o dispositivo periférico. Isso é visto em dispositivos simples controlados por microprocessador.
     • 2. Um controlador ou módulo de E/S é acrescentado. A CPU usa a E/S programada sem interrupções. Com essa etapa, a CPU fica por fora dos detalhes específicos das interfaces do dispositivo externo.
     • 3. A mesma configuração da etapa 2 é utilizada, mas agora as interrupções são empregadas. A CPU não precisa gastar tempo esperando que uma operação de E/S seja realizada, aumentando assim sua eficiência.
     • 4. O módulo de E/S recebe acesso direto à memória, por meio de DMA. Ele agora pode mover um bloco de dados de ou para a memória sem envolver a CPU, exceto no início e no final da transferência.
     • 5. O módulo de E/S é aprimorado para se tornar um processador por conta própria, com um conjunto especializado de instruções, ajustado para E/S.
     • 6. O módulo de E/S tem uma memória local própria e, de fato, é um computador separado. Com essa arquitetura, um grande conjunto de dispositivos de E/S pode ser controlado, com o mínimo de envolvimento da CPU.
   • Características dos canais de E/S
     • O canal de E/S representa uma extensão do conceito de DMA. Um canal de E/S tem a capacidade de executar instruções de E/S, o que lhe oferece um controle completo sobre as operações de E/S. Em um sistema de computação com esses dispositivos, a CPU não executa instruções de E/S.

2. Acesso direto à memória

   • Desvantagens da E/S programada e controlada por interrupção
     • Quaisquer transferências de dados precisam atravessar um caminho passando pelo processador. Assim, essas duas formas de E/S têm duas desvantagens inerentes:
       • Função do DMA
         • DMA envolve um módulo adicional no barramento do sistema. O Módulo é capaz de imitar o processador e, na realidade, assumir o controle do sistema do processador. Ele precisa fazer isso para transferir dados de e para a memória pelo barramento do sistema. Para essa finalidade, o módulo de DMA precisa usar o barramento apenas quando o processador não precisa dele, ou então precisa forçar o processador a suspender a operação temporariamente. Essa última técnica é mais comum e é conhecida como roubo de ciclo (cycle stealing), pois o módulo de DMA efetivamente
           • Controlador de DMA Intel 8237A O controlador de DMA Intel 8237A realiza a interface com a família de processadores 80x86 e com uma memória DRAM, para oferecer uma capacidade de DMA. Quando o módulo de DMA precisa usar os barramentos do sistema (dados, endereço e controle) para transferir dados, ele envia um sinal denominado HOLD ao processador. O processador responde com
       • 1. A taxa de transferência de E/S é limitada pela velocidade com a qual o processador pode testar e atender a um dispositivo.
       • 2. O processador fica ocupado no gerenciamento de uma transferência de E/S; diversas instruções precisa ser executadas para cada transferência de E/S