1. Arquitectura de bus:
* BUSO DEL SISTEMA: Este es el canal de comunicación principal en un sistema informático. Lleva datos, dirección y señales de control entre la CPU, la memoria y los periféricos.
* Tipos:
* BUS DE DIRECCIONES: Lleva la dirección de memoria donde los datos deben ser leídos o escritos.
* BUS de datos: Lleva los datos reales que se transfieren.
* BUS de control: Lleva señales que controlan el tiempo y el funcionamiento de la transferencia de datos.
2. Interfaces de entrada/salida (E/S):
* Controladores de E/S: Chips especializados que administran la comunicación entre la CPU y los dispositivos específicos. Actúan como intermediarios, interpretando instrucciones de la CPU y traducirlas en señales que entiende el dispositivo.
* Controladores del dispositivo: Programas de software que proporcionan la interfaz entre el sistema operativo y los controladores de E/S. Manejan los detalles de comunicación de bajo nivel y proporcionan una forma estandarizada para que las aplicaciones interactúen con los dispositivos.
3. Protocolos de comunicación:
* Protocolos estándar: Métodos estandarizados para la transmisión de datos, asegurando que diferentes dispositivos puedan comunicarse de manera efectiva. Los ejemplos incluyen:
* interfaz periférica en serie (SPI): Se utiliza para comunicarse con dispositivos como sensores y chips de memoria.
* Circuito interintegrado (I2C): Común para comunicarse con dispositivos de baja velocidad como relojes en tiempo real y pantallas LCD.
* Bus Universal Serial (USB): Un estándar versátil para conectar una amplia gama de dispositivos.
* Interconexión de componentes periféricos (PCI): Un bus de alta velocidad para conectar tarjetas de expansión.
* Protocolos patentados: Algunos dispositivos utilizan protocolos únicos específicos para su diseño.
4. Mecanismos de transferencia de datos:
* Acceso de memoria directa (DMA): Permite que los dispositivos transfieran datos directamente hacia y desde la memoria sin involucrar la CPU, mejorando significativamente la eficiencia.
* interrumpe: Un mecanismo para que los dispositivos indiquen la CPU cuando requieren atención, como cuando los datos están listos o se ha producido un error.
El proceso de transferencia:
1. Instrucción de CPU: La CPU emite un comando para el controlador de E/S, especificando el dispositivo y la operación deseada (leer, escribir, etc.).
2. Interpretación del controlador: El controlador de E/S interpreta el comando CPU y lo traduce en las señales específicas que entiende el dispositivo.
3. Comunicación del dispositivo: El controlador de E/S se comunica con el dispositivo utilizando el protocolo apropiado.
4. Transferencia de datos: Los datos se transfieren entre el dispositivo y la memoria a través del bus del sistema, potencialmente usando DMA para una transferencia más rápida.
5. Interrupción: El dispositivo puede enviar una interrupción a la CPU para indicar que la operación está completa o si se produce un error.
6. Respuesta de CPU: La CPU maneja la interrupción y actualiza sus registros de estado en consecuencia.
En esencia, la CPU coordina la transferencia de datos con dispositivos emitiendo comandos a controladores de E/S, que luego se comunican con los dispositivos utilizando protocolos específicos. Esta comunicación es facilitada por el bus del sistema y los mecanismos de transferencia de datos estandarizados. Los dispositivos indican la CPU de finalización o errores utilizando interrupciones, lo que permite que la CPU administre la operación general.