Tema 9' Dispositivos de entradasalida

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Tema 9. Dispositivos de entrada/salida
Estructura de Computadores Módulo D. El
subsistema de E/S
1. El teclado 2. El ratón 3. El monitor CRT 4. El
disco
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1. el teclado

• Un teclado es una colección de pulsadores cuyo
  estado puede ser conocido individualmente
• La configuraciones mas comunes son
• teclados lineales cada pulsador tiene una línea
  dedicada para conocer su estado
• teclados matriciales los pulsadores se disponen
  en filas y columnas, de manera que los pulsadores
  de la misma fila compartan la línea que permite
  conocer su estado

• Las tareas a efectuar para obtener de un teclado
  una información que sea procesable por el
  computador son
• Detectar que ha habido pulsación
• Esperar a que la pulsación se estabilice
  (evitando los rebotes)
• Generar el código de la tecla pulsada
• Estas tareas pueden realizarse
• por software utilizando un interfaz paralelo
  estándar
• por hardware utilizando un interfaz dedicado

• En un teclado matricial valor de las salidas es
• Si el pulsador (fil,col) está OFF Rfil 1
• Si el pulsador (fil,col) está ON Rfil Scol

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2. el ratón

• Un ratón es un dispositivo que permite conocer
  los movimientos que realiza sobre una superficie
  plana
• Un ratón (opto-mecánico) esta formado por
• una bola que se hace rotar al deslizarla por una
  superfice
• un par de cilindros perpendiculares que rotan
  junto con la bola y que en uno de sus extremos
  poseen una rueda con agujeros (rueda índice)
• un par de leds que generan luz perpendicular a
  cada una de las ruedas
• un par de células fotoeléctricas que detectan
  cuando la luz generada por los leds atraviesa un
  agujero de la rueda
• adicionalmente un ratón puede tener uno o varios
  pulsadores

• El número de pulsos generado por cada una de las
  células en un intervalo de tiempo, junto con el
  sentido de rotación de las ruedas, indica cuál a
  sido el movimiento del ratón en dicho intervalo.
• La información de movimiento y del estado de los
  pulsadores deben codificarse en una colección de
  palabras que deben enviarse al computador
• El computador será el encargado de interpretar
  dicha información y de actualizar correctamente
  la posición del cursor de ratón sobre la pantalla

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3. el monitor CRT

• Una pantalla de tubo de rayos catódicos (CRT)
  está formada por
• un tubo de vacío de forma piramidal cuya base
  está recubierta de un material fluorescente
• un filamento que produce un haz de electrones (y
  varios para pantallas en color)
• un par de bobinas deflectoras perpendiculares que
  permiten modificar la trayectoria del haz de
  electrones

• El choque del haz de electrones con el material
  fluorescente hace que éste se ilumine
• el tipo de material fluorescente determina el
  color de la luz
• la densidad del haz de electrones determina la
  intensidad de la luz
• la desviación inducida por las bobinas determina
  el lugar de impacto del haz
• el tamaño del punto de impacto determina la
  resolución de la pantalla
• Existen dos métodos de generar imágenes sobre la
  pantalla
• CRT de barrido (raster scan) el haz barre la
  superfice fluerescente de una forma sistemática
  modulando la intensidad del haz de acuerdo a la
  información a representar
• CRT vectoriales se manipula el haz para formar
  directamente los dibujos

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3. el monitor CRT

• En los CRT de barrido, el haz de electrones
  recorre la pantalla completa
• Comenzando por la esquina superior izquierda,
  recorre horizontalmente una fila de pixels
• Cuando alcanza el final de la fila, apaga
  momentáneamente el cañon y se coloca al comienzo
  de la siguiente fila (horizontal retrace).
• Cuando todas las filas han sido recorridas y se
  ha alcanzado la la esquina inferior derecha, se
  apaga el cañón y se retorna al comienzo (vertical
  retrace).
• Para controlar el barrido, el interfaz envía a la
  pantalla tres señales
• Sincronización horizontal que marca el comienzo
  y final de una fila
• Sincronización vertical que marca el comienzo y
  final de una imagen completa (frame).
• Intensidad que indica la intensidad del haz de
  electrones.
• La información de la información a representar se
  almacena en la memoria de refresco

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3. el monitor CRT

• En un monitor en color (RGB monitor)
• La pantalla se cubre con trios de puntos de
  fósforo de colores diferentes (rojo, verde, azul)
  colocados muy próximos
• Cada punto del trio puede ser estimulado por un
  cañón diferente.
• Para evitar que la dispersión de los haces pueda
  ocasionar que en un instante se ilumine más de un
  trio, los haces se pasan a través de una máscara.
• La intensidad relativa de los diferentes haces
  determina el color del trio
• Para controlar el barrido, el interfaz envía a la
  pantalla cinco señales
• Sincronización horizontal y sincronización
  vertical que controlan la la trayectoria de los
  tres haces (que recorren acompasadamente la
  pantalla)
• Intensidad roja, intensidad verde e intensidad
  azul que indican por separado la intensidad del
  cada uno de los haces de electrones (valores
  digitales que pasan a través de conversores D/A)

Los interfaces a color pueden requerir memorias
de refresco enormes y altas velocidades de
transferencia 800?600 puntos ? 256 colores
480000 bytes 50 Hz de refresco 24 MB/s
Por ello se suelen utilizar paletas que reducen
el número de colores que pueden mostrarse
simultáneamente a un subconjunto de los colores
que permite la pantalla. Los colores que se
almacenan en la memoria de refresco se traducen a
colores reales a través de una memoria de paleta
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4. el disco

• Un disco (tipo Winchester) está formado por
• Una colección de superficies circulares cubiertas
  por ambos lados de un material magnetizable
• Un motor que hace girar a la vez todas las
  superficies a una velocidad angular constante
• Una colección de cabezales que pueden moverse
  tangencialmente al sentido de giro y sobre los
  que se puede inducir un campo magnético.

• Operación escritura se aplican pulsos de
  corriente de polaridad adecuada sobre los
  cabezales para modificar el sentido de
  magnetización de la superficie
• Operación de lectura los cambios en el sentido
  de magnetización de la superficie inducen pulsos
  de corriente sobre el cabezal
• observación es necesario disponer de información
  de sincronización
• codificando el reloj en los propios datos (ej
  codificación Manchester)
• almacenando el reloj en una pista separada

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4. el disco
Organización física de un disco

• Un disco se organiza en
• Superficie cada una de las superficies
  magnetizables sobre las que se graba información
• Pista cada una de las tiras concéntricas que
  giran delante de un cabezal (numeradas de fuera
  adentro comenzando por el 0). Los datos se
  almacenan en serie dentro de una pista
• Cilindro el conjunto de todas las pistas con un
  mismo número de pista (ubicadas en diferentes
  superficies)
• Sector porción de pista que constituye la unidad
  de información que se transfiere en un acceso. La
  división de una pista en sectores puede ser
• Hardware mediante marcas mecánicas
• Software mediante grupos de bits que delimitan
  el comienzo y el final del sector

dado que la velocidad de giro es constante y que
todas las pistas se estructuran del mismo modo,
la información e graba con una mayor densidad en
las pistas internas que en las externas

• Esta organización determina que el tiempo de
  acceso a un grupo de datos sea la suma de
• Tiempo de búsqueda tiempo que tarda el cabezal
  en alcanzar una pista dada
• Tiempo de latencia tiempo que tarda el cabezal
  en alcanzar un sector dado una vez que se
  encuentra en la pista adecuada

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4. el disco

• Un disco (tipo floppy) está formado por
• Una única superfice circular extraíble cubierta
  por ambos lados de un material magnetizable
• Un motor que hace girar la superficie a una
  velocidad angular constante
• Dos cabezales que pueden moverse tangencialmente
  al sentido de giro y sobre los que se puede
  inducir un campo magnético.
• Pares led/célula fotoeléctrica.
• Los aspectos operativos y organizativos son
  similares a los de los discos tipo Winchester. Se
  diferencian en rendimiento.

Floppy

• Capacidad 2 Mb
• Velocidad de giro 360 rpm
• Ancho de banda 62,5 Kb/s
• 1 superfice extraible
• los cabezales están en contacto con la
  superficie
• no rota constantemente

Disco tipo Winchester

• Capacidad ?Gb
• Velocidad de giro 3600-10000 rpm
• Ancho de banda ? Mb/s
• varias superfices fijas
• los cabezales vuelan sobre la superficie
• rota constantemente