buses y direccionamiento

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INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR DEJEREZ

INGENIERÍA EN SISTEMAS COMPUTACIONALES9NO. MODULO SEMIESCOLARIZADO JEREZ

ARQUITECTURA DE COMPUTADORAS

BUSES Y DIRECCIONAMIENTO

Docente: I.S.C. Reynaldo Arellano RuizAlumno: Eduardo Gil Montoya

Jerez de García Salinas, Zac., 29 de julio de 2011



TEMARIO

´ 2.1 BUS

«2.1.1 Bus local

«2.1.2 Bus de datos

«2.1.3 Bus de direcciones

«2.1.4 Bus de control

´ 2.2 DIRECCIONAMIENTO

«2.2.1 Modo real«2.2.2 Modo protegido

«2.2.3 Modo real virtual



2.1 BUS

Es un sistema digital que transfiere datos entre

los componentes de un computador o entre

computadores.

Están formados por cables o pistas en un circuito

impreso, dispositivos como resistencias y

condensadores además de circuitos integrados.



Los Buses proporcionan comunicación entre sus

componentes.

El bus que conecta los componentes principales

del computador (procesador, memoria y E/S) se

llamabus del sistema



Estructura del bus

Esta constituido usualmente por entre 50 y 100 líneas.

A cada línea se le asigna una función.

Existen diversos diseños de buses y básicamente seclasifican en tres grupos funcionales:

² Líneas de datos

² Líneas de direcciones

² Líneas de control

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2.1.1 BUS LOCAL

Bus entre la CPU, la memoria y dispositivos

periféricos que corre a la velocidad de la CPU. En

un computador personal, el bus VL y el PCI

suministran una transferencia de datos más

rápida que el bus ISA tradicional.

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2.1.2 BUS DE DATOS

Mueve los datos entre los dispositivos delhardware de Entrada como el teclado, el ratón,etc.; de salida como la Impresora, el Monitor; y

de Almacenamiento como el Disco Duro, elDisquete o la Memoria-Flash.

Las líneas de este bus proporcionan un caminopara transmitir datos entre los módulos del

sistema, a todo el conjunto de estas líneas se ledenomina bus de datos.



Estas transferencias que se dan a través del Bus deDatos son gobernadas por varios dispositivos ymétodos, de los cuales el Controlador PCI,

"Peripheral Component Interconnect", Interconexiónde componentes Periféricos, es uno de losprincipales.

Su trabajo equivale, simplificando mucho el asunto,a una central de semáforos para el tráfico en lascalles de una ciudad.



Generalmente consta de 8, 16 o 32 líneas distintas.

Este número es el ancho del bus y cada línea solo

puede transportar un solo bit cada vez

El número de líneas determina cuantos bits puedentransferirse al mismo tiempo.

El ancho del bus es clave en las prestacionesgenerales del sistema.

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El Bus de Direcciones, por otra parte, está vinculado al bloque deControl de la CPU para tomar y colocar datos en el Sub-sistema deMemoria durante la ejecución de los procesos de cómputo.

Para el Bus de Direcciones, el "ancho de canal" explica así mismo lacantidad de ubicaciones o Direcciones diferentes que elmicroprocesador puede alcanzar. Esa cantidad de ubicaciones resultade elevar el 2 a la 32ª potencia.

"2" porque son dos las señales binarias, los bits 1 y 0; y "32ª potencia"

porque las 32 pistas del Bus de Direcciones son, en un instante dado,un conjunto de 32 bits. Nos sirve para calcular la capacidad dememoria en el CPU.

2.1.3 BUS DE DIRECCIONES



Las líneas de Dirección se usan para designar la fuente oel destino del dato situado en el bus de datos.

Si el procesador desea leer una palabra (8, 16 o 32 bits)de datos de la memoria, indica su dirección colocándolaen el bus de dirección.

El ancho del bus de direcciones determina la cantidad de

memoria posible en el sistema.

Un bus de 32 bits permite 4 GB de memoria.



También se usan para direccionar los puertos de E/S

Los bits de orden alto se usan para seleccionar unaposición de memoria o un puerto de E/S dentro de unmodulo.

Ejemplo para un bus de 8 bits:

- 01111111 e inferiores referencian posiciones dentro de

un modulo de memoria. 128 palabras.

- 10000000 referencian dispositivos conectados a unmodulo de E/S

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Este bus transporta señales de estado de lasoperaciones efectuadas por la CPU.

El método utilizado por el ordenador para sincronizarlas distintas operaciones es por medio de un relojinterno que posee el ordenador y facilita lasincronización y evita las colisiones de operaciones(unidad de control).

Estas operaciones se transmiten en un modobidireccional.

2.1.4 BUS DE CONTROL



Las líneas de datos y de direcciones son compartidas por todoslos componentes

El bus de control es el responsable de controlar el uso de las

líneas de datos y de dirección.

Las señales de control transmiten ordenes e información detemporización entre los módulos.

Las señales de temporización indican la validez de los datos ylas direcciones.

Las señales de ordenes especifican las operaciones a realizar



Algunas líneas de control típicas son:

² Escritura en memoria

² Lectura de memoria² Escritura de E/S

² Lectura de E/S

² Reconocimiento de transferencia

² Petición de bus

² Cesión de bus

² Petición de interrupción

² Reconocimiento de interrupción



Si un modulo desea enviar un datos a otro:

² Obtiene el uso del bus

² Transfiere el dato a través del bus

Si un modulo desea pedir un dato a otro:

² Obtiene el uso del bus

² Transfiere la petición al otro modulo mediante lalínea de control y dirección apropiadas

² Luego espera a que el otro modulo envié el dato



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Es una operación que se realiza cuando el

procesador ejecuta o interpreta una instrucción,según el método utilizado, la velocidad de

ejecución será mayor o menor.

2.2 DIRECCIONAMIENTO

Temario



Es un modo de operación del 80286 y posterioresCPUs compatibles de la arquitectura x86.

El modo real está caracterizado por 20 bits deespacio de direcciones segmentado (significandoque solamente se puede direccionar 1 MB de

memoria), acceso directo del software a las rutinasdel BIOS y el hardware periférico, y no tieneconceptos de protección de memoria o multitarea anivel de hardware.

2.2.1 MODO REAL



El chip 286 fue hecho para iniciarse en ¶modo real ¶- es decir, en un modo quetenía apagadas las nuevas características de protección de memoria, de modoque pudieran correr sistemas operativos escritos para microprocesadores másviejos. Al día de hoy, incluso los más recientes CPUs x86 se inician en modoreal al encenderse, y pueden correr el software escrito para cualquier chipanterior.

Los sistemas operativos DOS (MS-DOS, DR-DOS, etc.) trabajan en modo real.

Las primeras versiones de Microsoft Windows, que eran esencialmente unshell de interface gráfica de usuario corriendo sobre el DOS, no eran realmenteun sistema operativo por sí mismas, corrían en modo real, hasta Windows 3.0,que podía correr tanto en modo real como en modo protegido

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Este modo (a partir del 80286 Y posteriores) permite acceder adatos y programas localizados por encima y dentro del primermegabyte de memoria. Para direccionar esta sección extendidael sistema de memoria se requiere un cambio en el esquemade direccionamiento de segmento más desplazamiento usadoen el modo real.

Cuando los datos y programa se direccionan la memoriaextendida, se sigue utilizando la dirección de desplazamientopara acceder a la información en el segmento de memoria.Una diferencia consiste en la dirección del segmento ya que noexiste en modo protegido. En lugar de una dirección desegmento, el registro de segmento contiene un selector queelige un descriptor de una tabla.

2.2.2 MODO PROTEGIDO



Las instrucciones del modo protegido son idénticas a las demodo real. De hecho, la mayoría de los programas escritospara funcionar en modo real funcionarán sin cambios en elmodo protegido.

La diferencia entre los dos modos es la forma en que elmicroprocesador interpreta el registro de segmento paraacceder al segmento de memoria.

Otra diferencia, en los 80386 y posteriores, es que en modoprotegido la dirección de desplazamiento puede ser un númerode 32 bits en vez de utilizar uno de 16 bits como en modo real.Es por esto que puede direccionar hasta 4 Gb de longitud.



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Esta técnica consiste en hacer creer al programa

que dispone de más memoria que la físicamente

disponible en RAM. Este artificio tiene sentidoporque en ese momento (y actualmente), la

memoria extendida era mayor que la físicamente

disponible en muchos sistemas, además el disco

duro era estándar en todos los equipos.

.

2.2.3 MODO REAL VIRTUAL



Esta RAM ficticia se conoce como memoria virtual; unasimulación conocida de antiguo en el mundo de losmainframes, que fue introducida en la informática personal apartir del 80286.

Este procesador ya disponía de un controlador hardware paraeste menester, de forma que su manejo no significaba unagran sobrecarga para el Sistema. Su funcionamiento se basaen que cuando una aplicación necesita más espacio y lamemoria física está agotada, el controlador de memoria virtualproporciona espacio auxiliar utilizando un fichero deintercambio (´Swap fileµ) situado en memoria externa (discoduro generalmente H2), donde se almacena la información queno cabe en la RAM



FUENTES

´ Ayala, Francisco Javier, Trabajo de Investigación ́ Arquitectura de Cómputoµ, con

fuentes bibliográficas de Enciclopedia de Informática y Computación; Biblioteca de

Consulta Microsoft Encarta 2004.

´ Toledo, Santiago Ismael, Trabajo de Investigación ´ Arquitectura de Computadorasµ,

2009, Instituto Tecnológico de Coatzacoalcos, Ver.

´ De www.wikipedia.es. Definición

buses y direccionamiento

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