Manejo perifericos

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Manejo perifericos

  1. 1. Escuela de Ingeniería Electrónica Programa de Mantenimiento de PCs Equipo Periférico Ing. José Alberto Díaz García
  2. 2. Escuela de Ingeniería Electrónica Programa de Mantenimiento de PCs Introducción Para conocer la forma en que los computadores manejan sus dispositivos de entrada y salida (periféricos), es necesario analizar la forma en que los computadores manejan el hardware (HW) de la tarjeta madre. Recordemos que el HW de la tarjeta madre lo maneja directamente el BIOS. También recordemos que el BIOS es un programa que maneja directamente todo el HW de la tarjeta madre. Para manejar el BIOS los usuarios deben ser personas muy experimentadas con alto conocimiento en programación a nivel de lenguaje ensamblador, sin embargo los sistemas operativos se han desarrollado principalmente para ser utilizados como interfase entre el BIOS y las acciones que los usuarios desean implementar. El sistema operativo (SO), entre otras funciones se utiliza como intermediador entre el BIOS y los usuarios. Ing. José Alberto Díaz García 2
  3. 3. Escuela de Ingeniería Electrónica Programa de Mantenimiento de PCs Dispositivos de entrada salida Los dispositivos de entrada se utilizan para ingresar información a un computador, con el fin de que estos sean procesados por el CPU. Los dispositivos de salida se utilizan para que una vez procesados los datos estos se puedan mostrar al usuario. Los datos procesados por un computador son necesarios para los usuarios para tomar decisiones. También los datos procesados se utilizan como recursos para la recreación. Ing. José Alberto Díaz García 3
  4. 4. Escuela de Ingeniería Electrónica Programa de Mantenimiento de PCs Manejo de periféricos Para el manejo de los periféricos de un computador se 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 manejar todo el HW de la tarjeta madre. Ing. José Alberto Díaz García 4
  5. 5. Escuela de Ingeniería Electrónica Programa de Mantenimiento de PCs Jerarquía de sistemas en un computador TARJETA MADRE A TARJETA MADRE B BIOS BIOS TARJETA A TARJETA B SISTEMA SISTEMA OPERATIVO OPERATIVO APLICACION APLICACION Ing. José Alberto Díaz García 5
  6. 6. Escuela de Ingeniería Electrónica Programa de Mantenimiento de PCs Funciones del SO ¿Qué tipo de software tiene acceso al BIOS? Ing. José Alberto Díaz García 6
  7. 7. Escuela de Ingeniería Electrónica Programa de Mantenimiento de PCs BIOS Ing. José Alberto Díaz García 7
  8. 8. Escuela de Ingeniería Electrónica Programa de Mantenimiento de PCs Modelo básico En los computadores existe un modelo básico para el análisis de la entrada y la salida de información: Entrada Proceso Salida Se ingresa con información se procesa y luego se obtienen resultados. Ing. José Alberto Díaz García 8
  9. 9. Escuela de Ingeniería Electrónica Programa de Mantenimiento de PCs Manejo de los dispositivos de entrada y salida Los procesadores pueden manejar los periféricos utilizando los siguientes criterios: Periféricos mapeados Por interrupciones Por transferencia directa a memoria Por polling Ing. José Alberto Díaz García 9
  10. 10. Escuela de Ingeniería Electrónica Programa de Mantenimiento de PCs Manejo de periféricos mapeados De esta forma se manejaban los periféricos en los años 80 porque los procesadores de la época no podían manejar interrupciones. 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 ser accesada por el computador. De esta forma el computador puede escribir en la memoria del periférico cada vez que se quiera manejar el periférico. Para realizar esta función se pueden utilizar dos 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. Ing. José Alberto Díaz García 10
  11. 11. Escuela de Ingeniería Electrónica Programa de Mantenimiento de PCs Periféricos mapeados Tipos de periféricos mapeados El espacio de memoria separado del entrada/salida Puertos mapeados en memoria Ambas opciones, hibrido - Pentium Ing. José Alberto Díaz García 11
  12. 12. Escuela de Ingeniería Electrónica Programa de Mantenimiento de PCs Mapa de memoria para un PC XT, AT Ing. José Alberto Díaz García 12
  13. 13. Escuela de Ingeniería Electrónica Programa de Mantenimiento de PCs Mapa de entrada/salida Mapa de entrada salida para XT Mapa de entrada salida para AT Ing. José Alberto Díaz García 13
  14. 14. Escuela de Ingeniería Electrónica Programa de Mantenimiento de PCs Manejo de periféricos por interrupciones Las interrupciones son señales que alteran el funcionamiento normal del CPU. Libera el CPU del tiempo de espera por eventos. Proveen control para las entradas externas Ejemplos Entradas inesperados Situaciones anormales Instrucciones ilegales Multitarea, multiprocesamiento Ing. José Alberto Díaz García 14
  15. 15. Escuela de Ingeniería Electrónica Programa de Mantenimiento de PCs Manejo por interrupciones El CPU comprueba si hay interrupciones después de que ejecuta cada instrucción. Después del booteo, el OS instala las direcciones del manejador de interrupciones con su vector correspondiente. Prioridad en las interrupciones Ing. José Alberto Díaz García 15
  16. 16. Escuela de Ingeniería Electrónica Programa de Mantenimiento de PCs Manejo de periféricos por interrupciones El vector de interrupciones es una tabla que maneja números en las líneas de dirección la cual especifica el dispositivo periférico. Ing. José Alberto Díaz García 16
  17. 17. Escuela de Ingeniería Electrónica Programa de Mantenimiento de PCs Manejo de periféricos por interrupciones ¿Cómo suceden las interrupciones?. Existen conexiones entre los dispositivos periféricos y el controlador de interrupciones, y un conexiones entre el controlador y el CPU. Ing. José Alberto Díaz García 17
  18. 18. Escuela de Ingeniería Electrónica Programa de Mantenimiento de PCs Vectores de interrupción Ing. José Alberto Díaz García 18
  19. 19. Escuela de Ingeniería Electrónica Programa de Mantenimiento de PCs Manejo de periféricos por Acceso Directo a Memoria El controlador de 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 por medio del DMA. Ing. José Alberto Díaz García 19
  20. 20. Escuela de Ingeniería Electrónica Programa de Mantenimiento de PCs Manejo de periféricos por DMA Acceso directo a memora (DMA) es la capacidad que ofrecen los computadores para permitir enviar datos directamente desde el periférico (como las unidades de disco) a su memoria en la tarjeta madre. Operaciones DMA: 1. El CPU programa el controlador del DMA. 2. La solicitud de DMA transfiere a memoria. 3. Se transfieren los datos 4. El controlador del disco envía un reconocimiento de solicitud. Ing. José Alberto Díaz García 20
  21. 21. Escuela de Ingeniería Electrónica Programa de Mantenimiento de PCs ACCESO DIRECTO A MEMORIA Ing. José Alberto Díaz García 21
  22. 22. Escuela de Ingeniería Electrónica Programa de Mantenimiento de PCs Entrada/salida programada No se utiliza DMA ni tampoco interrupciones El CPU tiene que leer y escribir un byte uno a uno entre la memoria principal y el dispositivo. Cuando el procesador corre 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. Ing. José Alberto Díaz García 22
  23. 23. Escuela de Ingeniería Electrónica Programa de Mantenimiento de PCs 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. Ing. José Alberto Díaz García 23
  24. 24. Escuela de Ingeniería Electrónica Programa de Mantenimiento de PCs 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 manejar más 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 por n-cables. • Es muy rápida pero requiere de muchos cables y se utiliza en distancias cortas. • Ejemplo: dispositivos de entrada/salida, controladores de DMA. Ing. José Alberto Díaz García 24
  25. 25. Escuela de Ingeniería Electrónica Programa de Mantenimiento de PCs Conceptos básicos de la comunicación serial Uno de los parámetros fundamentales en la comunicación con computadores es la velocidad. También conocida como Handshaking • Determinar el protocolo de transferencia y la velocidad. La velocidad se mide por el número de bits por segundo (bps) También se conoce como BAUD RATE o BAUDIOS Los dispositivos deben coincidir en el número de bits de datos por transmisión. Bits de paridad • Comprobación de errores Bits de parada • Fin de transmisión Ing. José Alberto Díaz García 25
  26. 26. Escuela de Ingeniería Electrónica Programa de Mantenimiento de PCs Ilustración de Handshaking Yo entiendo a Yo entiendo a 28,800 bps 14,400 bps Puedo hablar con usted a Datos Ok 14,000 Ing. José Alberto Díaz García 26
  27. 27. Escuela de Ingeniería Electrónica Programa de Mantenimiento de PCs Velocidades de transmisión de algunos periféricos Ing. José Alberto Díaz García 27
  28. 28. Escuela de Ingeniería Electrónica Programa de Mantenimiento de PCs Razón de transmisión de dispositivos Ing. José Alberto Díaz García 28
  29. 29. Escuela de Ingeniería Electrónica Programa de Mantenimiento de PCs Tipos de comunicación serial Existen dos tipos de comunicación serial Comunicación serial asincrónica Comunicación serial sincrónica Ing. José Alberto Díaz García 29
  30. 30. Escuela de Ingeniería Electrónica Programa de Mantenimiento de PCs Comunicación serial asincrónica Cada uno de los bytes se transmite como entidades separadas. El dispositivo debe ser capaz de reconocer: • Cuando la transmisión ocurre. • Cuando debe leer los datos • Cuando la transmisión finaliza • Cuando la transmisión se encuentra en espera (no se transmiten datos). Ing. José Alberto Díaz García 30
  31. 31. Escuela de Ingeniería Electrónica Programa de Mantenimiento de PCs Comunicación serial asincrónica Dispositivo 1 debe enviar el bit de inicio. Una línea de transmisión se utiliza para describir la comunicación. Dispositivo 2 recibe y confirma el bit Dispositivo 2 inicia la lectura de datos al final de la línea. El proceso se repite por cada dato, sin embargo hay muchos datos en la línea. Luego el dispositivo 2 recibe y confirma el bit de parada Ing. José Alberto Díaz García 31
  32. 32. Escuela de Ingeniería Electrónica Programa de Mantenimiento de PCs Línea de transmisión espera Bit Dato 1 Bit de Bit Dato Bit de inicio Bit parada inicio 2 parada Bit Ing. José Alberto Díaz García 32
  33. 33. Escuela de Ingeniería Electrónica Programa de Mantenimiento de PCs Transmisión sincrónica En lugar de transmitir un 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 por si mismos, la comprobación de redundancia cíclica (CRC) para comprobar si no ocurrieron errores en la transmisión. Ing. José Alberto Díaz García 33
  34. 34. Escuela de Ingeniería Electrónica Programa de Mantenimiento de PCs Marco de transmisión sincrónica 8 8 8 n 16 8 Leading Address Trailing Flag Control Data CRC Flag Ing. José Alberto Díaz García 34
  35. 35. Escuela de Ingeniería Electrónica Programa de Mantenimiento de PCs MEDIOS DE COMUNICACIÓN Los computadores se comunican con los dispositivos periféricos mediante puertos para la entrada y salida de datos. Estos pueden ser del tipo: Serial Paralelo Ing. José Alberto Díaz García 35
  36. 36. Escuela de Ingeniería Electrónica Programa de Mantenimiento de PCs Descripción de pines en un puerto serial Ing. José Alberto Díaz García 36
  37. 37. Escuela de Ingeniería Electrónica Programa de Mantenimiento de PCs PUERTOS SERIAL Ing. José Alberto Díaz García 37
  38. 38. Escuela de Ingeniería Electrónica Programa de Mantenimiento de PCs PUERTO SERIAL Ing. José Alberto Díaz García 38
  39. 39. Escuela de Ingeniería Electrónica Programa de Mantenimiento de PCs Descripción de pines en un puerto serial del tipo PS/2 Ing. José Alberto Díaz García 39
  40. 40. Escuela de Ingeniería Electrónica Programa de Mantenimiento de PCs CONEXIONES PARA REALIZAR UN CABLE CONVERTIDOR ENTRE 9 Y 25 PINES Ing. José Alberto Díaz García 40
  41. 41. Escuela de Ingeniería Electrónica Programa de Mantenimiento de PCs Direcciones e interrupciones asignadas a los puertos seriales en un PC Ing. José Alberto Díaz García 41
  42. 42. Escuela de Ingeniería Electrónica Programa de Mantenimiento de PCs Puertos seriales Convierte los datos entre los dispositivos paralelos y seriales. Estándar RS-232 Utilizado como estándar por los dispositivos seriales. Actualmente se utilizan otros estándares como el USB, ya que es más rápido. Los puertos COM son seriales Utilizan un conector de 9 Se utiliza por modem y otros dispositivos Ing. José Alberto Díaz García 42
  43. 43. Escuela de Ingeniería Electrónica Programa de Mantenimiento de PCs RS - 232 El estándar RS-232 se encuentra disponible para conectores de 4, 9 y 25 pines. Para la mínima configuración del RS-232 de un conector de 9 pines se utilizan los pines 4, 5, 8, 6 y 20, es a esta configuración la que se le llama de 4. Ing. José Alberto Díaz García 43
  44. 44. Escuela de Ingeniería Electrónica Programa de Mantenimiento de PCs Configuración de pines del conector DTE Ing. José Alberto Díaz García 44
  45. 45. Escuela de Ingeniería Electrónica Programa de Mantenimiento de PCs Configuraciones básicas para transferencia de información serial Ing. José Alberto Díaz García 45
  46. 46. Escuela de Ingeniería Electrónica Programa de Mantenimiento de PCs Conexiones RS-232 para conectores de 9 pines y DIN circular Ing. José Alberto Díaz García 46
  47. 47. Escuela de Ingeniería Electrónica Programa de Mantenimiento de PCs Propiedades de los puertos seriales Velocidad se coloca en bits por segundo 75 bps a 128,0000 bps Tamaño de los datos por enviar 7 u 8 bits Bits de parada Identifica el fin del bloque de datos Control de flujo Ing. José Alberto Díaz García 47
  48. 48. Escuela de Ingeniería Electrónica Programa de Mantenimiento de PCs Descripción de pines de un puerto paralelo Ing. José Alberto Díaz García 48
  49. 49. Escuela de Ingeniería Electrónica Programa de Mantenimiento de PCs Conectores para los puertos paralelos Ing. José Alberto Díaz García 49
  50. 50. Escuela de Ingeniería Electrónica Programa de Mantenimiento de PCs Direcciones e interrupciones asignadas en los PCs Ing. José Alberto Díaz García 50
  51. 51. Escuela de Ingeniería Electrónica Programa de Mantenimiento de PCs Manejadores (Drivers) de periféricos Los manejadores de dispositivos periféricos son programas desarrollados por los fabricantes de los equipos para la entrada y salida de información que controlan su funcionamiento. Estos driver son utilizados por el sistema operativo cada vez que los periféricos solicitan servicio o cada vez que el usuario los necesita. Ing. José Alberto Díaz García 51
  52. 52. Escuela de Ingeniería Electrónica Programa de Mantenimiento de PCs 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. Ing. José Alberto Díaz García 52
  53. 53. Escuela de Ingeniería Electrónica Programa de Mantenimiento de PCs Chip sets Ing. José Alberto Díaz García 53
  54. 54. Escuela de Ingeniería Electrónica Programa de Mantenimiento de PCs Chip set 440BX Ing. José Alberto Díaz García 54
  55. 55. Escuela de Ingeniería Electrónica Programa de Mantenimiento de PCs Chip set 810E Ing. José Alberto Díaz García 55
  56. 56. Escuela de Ingeniería Electrónica Programa de Mantenimiento de PCs Chip set VIA Ing. José Alberto Díaz García 56
  57. 57. Escuela de Ingeniería Electrónica Programa de Mantenimiento de PCs Chip set Sis Ing. José Alberto Díaz García 57

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