Intro 2009

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Intro 2009

  1. 1. Escuela de Ingeniería Electrónica Programa de Mantenimiento de PCs Dispositivos de la Computadora I Ing. José Alberto Díaz García
  2. 2. Escuela de Ingeniería Electrónica Programa de Mantenimiento de PCs Ing. José Alberto Díaz García 2 Introducción  Para conocerla forma en que los computadores manejan sus dispositivos de entrada y salida (periféricos), es necesario analizarla forma en que los computadores manejan el hardware (HW) de la tarjeta madre.  Recordemos que el HWde la tarjeta madre lo maneja directamente el BIOS.  También recordemos que el BIOS es un programa que maneja directamente todo el HWde la tarjeta madre.  Para manejarel BIOS los usuarios deben serpersonas muy experimentadas con alto conocimiento en programación a nivel de lenguaje ensamblador, sin embargo los sistemas operativos se han desarrollado principalmente para serutilizados como interfase entre el BIOS y las acciones que los usuarios desean implementar.  El sistema operativo (SO), entre otras funciones se utiliza como intermediadorentre el BIOS y los usuarios.
  3. 3. Escuela de Ingeniería Electrónica Programa de Mantenimiento de PCs Ing. José Alberto Díaz García 3 Dispositivos de entrada salida  Los dispositivos de entrada se utilizan para ingresar información a un computador, con el fin de que estos sean procesados porel CPU.  Los dispositivos de salida se utilizan para que una vez procesados los datos estos se puedan mostraral usuario.  Los datos procesados porun computadorson necesarios para los usuarios para tomardecisiones.  También los datos procesados se utilizan como recursos para la recreación.
  4. 4. Escuela de Ingeniería Electrónica Programa de Mantenimiento de PCs Ing. José Alberto Díaz García 4 Manejo de periféricos Para el manejo de los periféricos de un computadorse hace necesario conocer:  Aspectos básicos de los sistemas operativos  Aspectos básicos relacionados con las tarjetas madre  La jerarquía existente entre los sistemas de un computador  Las funciones que realizan los sistemas operativos  El BIOS es un programa que se encarga de manejartodo el HWde la tarjeta madre.
  5. 5. Escuela de Ingeniería Electrónica Programa de Mantenimiento de PCs Ing. José Alberto Díaz García 5 Jerarquía de sistemas en un computador TARJETA MADREA TARJETA MADREB BIOS TARJETA A BIOS TARJETA B SISTEMA OPERATIVO SISTEMA OPERATIVO APLICACION APLICACION
  6. 6. Escuela de Ingeniería Electrónica Programa de Mantenimiento de PCs Ing. José Alberto Díaz García 6 Funciones del SO ¿Qué tipo de software tiene acceso al BIOS?
  7. 7. Escuela de Ingeniería Electrónica Programa de Mantenimiento de PCs Ing. José Alberto Díaz García 7 BIOS
  8. 8. Escuela de Ingeniería Electrónica Programa de Mantenimiento de PCs Ing. José Alberto Díaz García 8 Modelo básico En los computadores existe un modelo básico para el análisis de la entrada y la salida de información: Se ingresa con información se procesa y luego se obtienen resultados. Entrada Proceso Salida
  9. 9. Escuela de Ingeniería Electrónica Programa de Mantenimiento de PCs Ing. José Alberto Díaz García 9 Manejo de los dispositivos de entrada y salida Los procesadores pueden manejarlos periféricos utilizando los siguientes criterios:  Periféricos mapeados  Porinterrupciones  Portransferencia directa a memoria  Porpolling
  10. 10. Escuela de Ingeniería Electrónica Programa de Mantenimiento de PCs Ing. José Alberto Díaz García 10 Manejo de periféricos mapeados  De esta forma se manejaban los periféricos en los años 80 porque los procesadores de la época no podían manejarinterrupciones.  Este método consiste en que el sistema operativo escriba en la memoria propia de cada uno de los periféricos.  Aquí se parte del supuesto de que los periféricos tienen memoria propia y que puede seraccesada porel computador.  De esta forma el computadorpuede escribiren la memoria del periférico cada vez que se quiera manejarel periférico. Para realizar esta función se pueden utilizardos métodos:  Cada posición de memoria del periférico se le asigna un puerto I/O (entrada7salida).  Cada posición de memoria del periférico se mapea en el espacio de memoria del computador.
  11. 11. Escuela de Ingeniería Electrónica Programa de Mantenimiento de PCs Ing. José Alberto Díaz García 11 Periféricos mapeados Tipos de periféricos mapeados  El espacio de memoria separado del entrada/salida  Puertos mapeados en memoria  Ambas opciones, hibrido - Pentium
  12. 12. Escuela de Ingeniería Electrónica Programa de Mantenimiento de PCs Ing. José Alberto Díaz García 12 Mapa de memoria para un PC XT, AT
  13. 13. Escuela de Ingeniería Electrónica Programa de Mantenimiento de PCs Ing. José Alberto Díaz García 13 Mapa de entrada/salida  Mapa de entrada salida para XT Mapa de entrada salida para AT
  14. 14. Escuela de Ingeniería Electrónica Programa de Mantenimiento de PCs Ing. José Alberto Díaz García 14 Manejo de periféricos porinterrupciones Las interrupciones son señales que alteran el funcionamiento normal del CPU.  Libera el CPU del tiempo de espera poreventos.  Proveen control para las entradas externas Ejemplos  Entradas inesperados  Situaciones anormales  Instrucciones ilegales  Multitarea, multiprocesamiento
  15. 15. Escuela de Ingeniería Electrónica Programa de Mantenimiento de PCs Ing. José Alberto Díaz García 15 Manejo porinterrupciones El CPU comprueba si hay interrupciones después de que ejecuta cada instrucción. Después del booteo, el OS instala las direcciones del manejadorde interrupciones con su vector correspondiente. Prioridad en las interrupciones
  16. 16. Escuela de Ingeniería Electrónica Programa de Mantenimiento de PCs Ing. José Alberto Díaz García 16 Manejo de periféricos porinterrupciones El vectorde interrupciones es una tabla que maneja números en las líneas de dirección la cual especifica el dispositivo periférico.
  17. 17. Escuela de Ingeniería Electrónica Programa de Mantenimiento de PCs Ing. José Alberto Díaz García 17 Manejo de periféricos porinterrupciones ¿Cómo suceden las interrupciones?. Existen conexiones entre los dispositivos periféricos y el controladorde interrupciones, y un conexiones entre el controladory el CPU.
  18. 18. Escuela de Ingeniería Electrónica Programa de Mantenimiento de PCs Ing. José Alberto Díaz García 18 Vectores de interrupción
  19. 19. Escuela de Ingeniería Electrónica Programa de Mantenimiento de PCs Ing. José Alberto Díaz García 19 Manejo de periféricos porAcceso Directo a Memoria  El controladorde DMA toma control del CPU para realizar transferencias de datos entre el periférico y la memoria principal del sistema.  No se permiten las interrupciones una vez que se inicia la transferencia de datos pormedio del DMA.
  20. 20. Escuela de Ingeniería Electrónica Programa de Mantenimiento de PCs Ing. José Alberto Díaz García 20 Manejo de periféricos porDMA Acceso directo a memora (DMA) es la capacidad que ofrecen los computadores para permitir enviardatos directamente desde el periférico (como las unidades de disco) a su memoria en la tarjeta madre. Operaciones DMA: 1. El CPU programa el controladordel DMA. 2. La solicitud de DMA transfiere a memoria. 3. Se transfieren los datos 4. El controladordel disco envía un reconocimiento de solicitud.
  21. 21. Escuela de Ingeniería Electrónica Programa de Mantenimiento de PCs Ing. José Alberto Díaz García 21 ACCESO DIRECTO A MEMORIA
  22. 22. Escuela de Ingeniería Electrónica Programa de Mantenimiento de PCs Ing. José Alberto Díaz García 22 Entrada/salida programada No se utiliza DMA ni tampoco interrupciones El CPU tiene que leery escribirun byte uno a uno entre la memoria principal y el dispositivo. Cuando el procesadorcorre el programa de servicio a los periféricos, este prueba uno a uno si necesitan de su servicio, en caso contrario continúa con las tareas que realiza.
  23. 23. Escuela de Ingeniería Electrónica Programa de Mantenimiento de PCs Ing. José Alberto Díaz García 23 Comunicación con periféricos Los computadores se comunican con los periféricos mediante protocolos de comunicación. Estos protocolos permiten la estandarización en la industria para el desarrollo de periféricos para estas máquinas. Los protocolos de comunicación son procesos mediante los cuales el CPU se puede comunicar con los periféricos.
  24. 24. Escuela de Ingeniería Electrónica Programa de Mantenimiento de PCs Ing. José Alberto Díaz García 24 Formas de comunicación  Existen dos formas de comunicación de los computadores con sus periféricos:  Comunicación serial  Comunicación paralela  Comunicación serie • La comunicación serial se presenta en aquellos dispositivos periféricos en que no pueden manejarmás de un bit de datos en un instante de tiempo dado. • Requiere de un cable y es muy lento. • Ejemplo: Modems  Comunicación paralela • Transfiere más de un bit de datos en un mismo instante de tiempo. • Se transmiten N-bits en el mismo instante de tiempo porn-cables. • Es muy rápida pero requiere de muchos cables y se utiliza en distancias cortas. • Ejemplo: dispositivos de entrada/salida, controladores de DMA.
  25. 25. Escuela de Ingeniería Electrónica Programa de Mantenimiento de PCs Ing. José Alberto Díaz García 25 Conceptos básicos de la comunicación serial  Uno de los parámetros fundamentales en la comunicación con computadores es la velocidad.  También conocida como Handshaking • Determinarel protocolo de transferencia y la velocidad.  La velocidad se mide porel número de bits porsegundo (bps)  También se conoce como BAUDRATEo BAUDIOS  Los dispositivos deben coincidiren el número de bits de datos portransmisión.  Bits de paridad • Comprobación de errores  Bits de parada • Fin de transmisión
  26. 26. Escuela de Ingeniería Electrónica Programa de Mantenimiento de PCs Ing. José Alberto Díaz García 26 Ilustración de Handshaking Yo entiendo a 14,400 bps Ok Yo entiendo a 28,800 bps Puedo hablar con usted a 14,000 Datos
  27. 27. Escuela de Ingeniería Electrónica Programa de Mantenimiento de PCs Ing. José Alberto Díaz García 27 Velocidades de transmisión de algunos periféricos
  28. 28. Escuela de Ingeniería Electrónica Programa de Mantenimiento de PCs Ing. José Alberto Díaz García 28 Razón de transmisión de dispositivos
  29. 29. Escuela de Ingeniería Electrónica Programa de Mantenimiento de PCs Ing. José Alberto Díaz García 29 Tipos de comunicación serial Existen dos tipos de comunicación serial  Comunicación serial asincrónica  Comunicación serial sincrónica
  30. 30. Escuela de Ingeniería Electrónica Programa de Mantenimiento de PCs Ing. José Alberto Díaz García 30 Comunicación serial asincrónica Cada uno de los bytes se transmite como entidades separadas.  El dispositivo debe sercapaz de reconocer: • Cuando la transmisión ocurre. • Cuando debe leerlos datos • Cuando la transmisión finaliza • Cuando la transmisión se encuentra en espera (no se transmiten datos).
  31. 31. Escuela de Ingeniería Electrónica Programa de Mantenimiento de PCs Ing. José Alberto Díaz García 31 Comunicación serial asincrónica Dispositivo 1 debe enviarel bit de inicio.  Una línea de transmisión se utiliza para describirla comunicación. Dispositivo 2 recibe y confirma el bit Dispositivo 2 inicia la lectura de datos al final de la línea. El proceso se repite porcada dato, sin embargo hay muchos datos en la línea. Luego el dispositivo 2 recibe y confirma el bit de parada
  32. 32. Escuela de Ingeniería Electrónica Programa de Mantenimiento de PCs Ing. José Alberto Díaz García 32 Línea de transmisión espera Bit inicio Dato 1 Bit Bit de parada Bit inicio Bit de parada Dato 2 Bit
  33. 33. Escuela de Ingeniería Electrónica Programa de Mantenimiento de PCs Ing. José Alberto Díaz García 33 Transmisión sincrónica  En lugarde transmitirun bit de inicio y otro de parada por cada dato, la transmisión sincrónica agrupa datos en bloques llamados “frames”.  Hay algunos niveles de cuadros, similares a los paquetes de datos.  Hay una información relevante como lo es la dirección hacia donde se envía la información, un control para asegurarse el destino, los datos porsi mismos, la comprobación de redundancia cíclica (CRC) para comprobar si no ocurrieron errores en la transmisión.
  34. 34. Escuela de Ingeniería Electrónica Programa de Mantenimiento de PCs Ing. José Alberto Díaz García 34 Marco de transmisión sincrónica DataControl Leading Flag Trailing Flag CRCAddress 8 8 8 16n 8
  35. 35. Escuela de Ingeniería Electrónica Programa de Mantenimiento de PCs Ing. José Alberto Díaz García 35 MEDIOS DECOMUNICACIÓN Los computadores se comunican con los dispositivos periféricos mediante puertos para la entrada y salida de datos. Estos pueden serdel tipo:  Serial  Paralelo
  36. 36. Escuela de Ingeniería Electrónica Programa de Mantenimiento de PCs Ing. José Alberto Díaz García 36 Descripción de pines en un puerto serial
  37. 37. Escuela de Ingeniería Electrónica Programa de Mantenimiento de PCs Ing. José Alberto Díaz García 37 PUERTOS SERIAL
  38. 38. Escuela de Ingeniería Electrónica Programa de Mantenimiento de PCs Ing. José Alberto Díaz García 38 PUERTO SERIAL
  39. 39. Escuela de Ingeniería Electrónica Programa de Mantenimiento de PCs Ing. José Alberto Díaz García 39 Descripción de pines en un puerto serial del tipo PS/2
  40. 40. Escuela de Ingeniería Electrónica Programa de Mantenimiento de PCs Ing. José Alberto Díaz García 40 CONEXIONES PARA REALIZARUN CABLE CONVERTIDORENTRE9 Y 25 PINES
  41. 41. Escuela de Ingeniería Electrónica Programa de Mantenimiento de PCs Ing. José Alberto Díaz García 41 Direcciones e interrupciones asignadas a los puertos seriales en un PC
  42. 42. Escuela de Ingeniería Electrónica Programa de Mantenimiento de PCs Ing. José Alberto Díaz García 42 Puertos seriales  Convierte los datos entre los dispositivos paralelos y seriales.  EstándarRS-232  Utilizado como estándarporlos dispositivos seriales.  Actualmente se utilizan otros estándares como el USB, ya que es más rápido.  Los puertos COMson seriales  Utilizan un conectorde 9  Se utiliza pormodem y otros dispositivos
  43. 43. Escuela de Ingeniería Electrónica Programa de Mantenimiento de PCs Ing. José Alberto Díaz García 43 RS - 232  El estándarRS-232 se encuentra disponible para conectores de 4, 9 y 25 pines.  Para la mínima configuración del RS-232 de un conectorde 9 pines se utilizan los pines 4, 5, 8, 6 y 20, es a esta configuración la que se le llama de 4.
  44. 44. Escuela de Ingeniería Electrónica Programa de Mantenimiento de PCs Ing. José Alberto Díaz García 44 Configuración de pines del conectorDTE
  45. 45. Escuela de Ingeniería Electrónica Programa de Mantenimiento de PCs Ing. José Alberto Díaz García 45 Configuraciones básicas para transferencia de información serial
  46. 46. Escuela de Ingeniería Electrónica Programa de Mantenimiento de PCs Ing. José Alberto Díaz García 46 Conexiones RS-232 para conectores de 9 pines y DIN circular
  47. 47. Escuela de Ingeniería Electrónica Programa de Mantenimiento de PCs Ing. José Alberto Díaz García 47 Propiedades de los puertos seriales Velocidad se coloca en bits porsegundo  75 bps a 128,0000 bps Tamaño de los datos porenviar  7 u 8 bits Bits de parada  Identifica el fin del bloque de datos Control de flujo
  48. 48. Escuela de Ingeniería Electrónica Programa de Mantenimiento de PCs Ing. José Alberto Díaz García 48 Descripción de pines de un puerto paralelo
  49. 49. Escuela de Ingeniería Electrónica Programa de Mantenimiento de PCs Ing. José Alberto Díaz García 49 Conectores para los puertos paralelos
  50. 50. Escuela de Ingeniería Electrónica Programa de Mantenimiento de PCs Ing. José Alberto Díaz García 50 Direcciones e interrupciones asignadas en los PCs
  51. 51. Escuela de Ingeniería Electrónica Programa de Mantenimiento de PCs Ing. José Alberto Díaz García 51 Manejadores (Drivers) de periféricos  Los manejadores de dispositivos periféricos son programas desarrollados porlos fabricantes de los equipos para la entrada y salida de información que controlan su funcionamiento.  Estos driverson utilizados porel sistema operativo cada vez que los periféricos solicitan servicio o cada vez que el usuario los necesita.
  52. 52. Escuela de Ingeniería Electrónica Programa de Mantenimiento de PCs Ing. José Alberto Díaz García 52 Sistema operativo y los manejadores de periféricos  El sistema operativo se adapta a cada uno de los diferentes periféricos y utiliza los drivers con el fin de operarlos eficientemente.
  53. 53. Escuela de Ingeniería Electrónica Programa de Mantenimiento de PCs Ing. José Alberto Díaz García 53 Chip sets
  54. 54. Escuela de Ingeniería Electrónica Programa de Mantenimiento de PCs Ing. José Alberto Díaz García 54 Chip set 440BX
  55. 55. Escuela de Ingeniería Electrónica Programa de Mantenimiento de PCs Ing. José Alberto Díaz García 55 Chip set 810E
  56. 56. Escuela de Ingeniería Electrónica Programa de Mantenimiento de PCs Ing. José Alberto Díaz García 56 Chip set VIA
  57. 57. Escuela de Ingeniería Electrónica Programa de Mantenimiento de PCs Ing. José Alberto Díaz García 57 Chip set Sis

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