Entrada/Salida

• Es una colección de interfaces que usan las distintas unidades funcionales de una computadora para comunicarse unas con otras.– Las entradas son las señales recibidas por la

unidad.

– Las salidas son las señales enviadas por ésta.

• Los dispositivos de E/S los usa una persona u otro sistema para comunicarse con una computadora.

Dispositivos de Entrada

• Son todos aquellos que permiten la entrada de datos a una computadora:

– Teclado,

– Ratón

– Escáner

– Micrófono

– Cámara web

– Capturador de huella y firma digitales

– Lápices ópticos, etc.

• Estos dispositivos permiten al usuario de

la computadora introducir datos,

comandos y programas en la CPU.

• La información introducida con el mismo,

es transformada por la computadora en

modelos reconocibles.

Dispositivos de Salida• Son todos aquellos que permiten mostrar la

información procesada por el CPU haciendo

que el usuario pueda ver los resultados de

los cálculos o de las manipulaciones de

datos de la computadora:

– Monitor

– Impresora

– Altavoces, etc.

Las funciones que debe realizar una

computadora para ejecutar trabajos de

entrada/salida:

• Direccionamiento o selección del dispositivo: que debe llevar a cabo la operación de E/S.

• Transferencia de los datos entre el procesador y el dispositivo (en uno u otro sentido).

• Sincronización y coordinación de las operaciones, necesaria debido a la diferencia de velocidades entre los dispositivos y la CPU.

Operación de E/S

• Es el conjunto de acciones necesarias

para la transferencia de un conjunto de

datos, es decir, una transferencia

completa de datos.

• Para la realización de una operación de

E/S se deben efectuar diversas

funciones:

• Recuento de las unidades de información transferidas normalmente en bytes para reconocer el fin de operación.

• Sincronización de velocidad entre la CPU y el periférico.

• Detección de errores e incluso corrección mediante la utilización de los códigos necesarios (bits de paridad, códigos de redundancia cíclica, etc.)

• Almacenamiento temporal de la información. Es más eficiente utilizar un buffer temporal específico para las operaciones de E/S que utilizan el área de datos del programa.

• Conversión de códigos conversión serie/paralelo, etc.

TECLADO

• Puede ser físico o virtual (por ejemplo

teclados en pantalla o teclados táctiles)

Tipos de teclado

• IBM ha soportado tres tipos de teclado:

– XT: 1981.• Este teclado incluía 83 teclas, pero fue criticado por la disposición

de las teclas y su tamaño desproporcionado. Además, la

comunicación entre el teclado y el CPU era unidireccional, lo que

significaba que el teclado no podía incluir un indicador LED.

– AT : 1984

• este teclado tenía 84 teclas y era bidireccional, lo

que le permitía mostrar su estado mediante luces

indicadoras LED. La placa madre incluía un

controlador que permitía ajustar la configuración:

– La frecuencia de repetición (el número de caracteres

enviados por segundo cuando se liberaba una tecla)

– Demora de repetición: El tiempo antes de que un equipo

considerara que se había liberado una tecla, para

distinguir entre escribir un único carácter y mantener una

tecla presionada

• MF-II (Multifunción II o teclado extendido): 1987.

– Este nuevo teclado incluía 102 teclas en distintos

bloques:

• A partir de ese modelo, las teclas de funciones se

desplazaron a la parte superior del teclado y se agregaron

teclas de control del cursor, representadas por flechas.

• Teclado Windows de 103/104 teclas: el teclado anterior con 3

teclas adicionales para uso en Windows.

• Teclado ergonómico: diseñados para dar una mayor

comodidad para el usuario, ayudándole a tener una posición

más relajada de los brazos.

• Teclado multimedia: añade teclas especiales que llaman a

algunos programas en el computador, a modo de acceso

directo, como pueden ser el programa de correo electrónico,

la calculadora, el reproductor multimedia, etc.

• Teclado inalámbrico: suelen ser teclados comunes donde la comunicación

entre la computador a y el periférico se realiza a través de rayos infrarrojos,

ondas de radio o mediante bluetooth.

• Teclado flexible: Estos teclados son de plástico suave o silicona que se

puede doblar sobre sí mismo. Durante su uso, estos teclados pueden

adaptarse a superficies irregulares, y son más resistentes a los líquidos que

los teclados estándar. Estos también pueden ser conectados a dispositivos

portátiles y teléfonos inteligentes. Algunos modelos pueden ser

completamente sumergidos en agua, por lo que hospitales y laboratorios

los usan, ya que pueden ser desinfectados.

FUNCIONAMIENTO• Cada tecla se encuentra en el cruce entre un hilo vertical y un hilo horizontal en

una matriz de hilos. Los hilos verticales y los horizontales no se tocan en estado

de reposo, están a distinta altura. Cuando se pulsa una tecla, se establece un

contacto entre el hilo vertical y el horizontal que forman el cruce en el que se

encuentra la tecla, produciéndose un cambio de corriente.

• El chip del teclado (microcontrolador

8048, 8049 o 8051) está constantemente

muestreando la matriz para detectar

cuándo se ha producido un contacto

entre un hilo vertical y uno horizontal,

señal de que se ha pulsado una tecla. A

partir del hilo vertical y el horizontal

involucrados en el contacto, el chip de

teclado reconoce la tecla que se ha

pulsado.

Arquitectura

• Cuando el chip del teclado reconoce que se ha pulsado una

tecla, con el programa interno que tiene grabado en su respectiva

ROM, calcula el código correspondiente a la tecla pulsada (cada

ubicación tiene un código especifico). El código generado se

llama KSCAN (Keyboard Scan Code).

• Luego de localizar el código, se dispone a enviarlo al sistema.

Primero pasa por el controlador de teclado que se encuentra en

la PC. El cual se encarga de recibir los datos en formato serie,

convertirlos a formato paralelo, y solicitar una interrupción a la

CPU para que los lea a través del bus del sistema.

• El Controlador del teclado convierte el código KSCAN a SCAN CODE

(código de 8 bits), con el programa que tiene en su ROM. La interrupción

solicitada, se realiza a través del controlador de interrupciones 8259 o PIC,

el que recibe las peticiones de interrupción de todos los periféricos del

sistema y se las pasa de una en una al CPU.

• En la arquitectura de la computadora, la interface de teclado está

conectado a la línea llamada IRQ1 del PIC.

• El CPU a través del

denominado “Vector 9”, se

comunica con la BIOS.

• Cada vez que se pulsa una

tecla se genera un código

de interrupción y la rutina

de servicio almacena el

código de la tecla pulsada

en un buffer de memoria

cíclico situada en el área

de datos del BIOS.

MONITOREs un dispositivo de salida que, mediante una interfaz, muestra los

resultados del procesamiento de una computadora.

• Los primeros monitores surgieron en 1981:

MDA de IBM (Monochrome Display Adapter)

monocromáticos.

• En el mismo año salieron los monitores

CGA (Color Graphics Adapter-graficos)

adaptados a color, al desarrollar la primera

tarjeta gráfica de IBM.

Los usuarios de

PC optaban por

comprar el monitor

monocromático

por su costo

• En 1984 surgió el monitor EGA (Enhanced Graphics Adapter)

adaptador de gráficos mejorados, desarrollado por IBM para la

visualización de gráficos, este monitor aportaba 16 colores.

• En 1987 surgió el estándar VGA (Video Graphics Array)

– Resoluciones gráficas soportadas por VGA• 640×480 en 16 colores

• 640×350 en 16 colores

• 320×200 en 16 colores

• 320×200 en 256 colores

• En 1989 se rediseñó para desarrollar el SVGA (Super VGA), que

también aumentaba colores y resoluciones, para este nuevo

estándar se desarrollaron tarjetas gráficas de fabricantes hasta

el día de hoy conocidos como S3 Graphics, NVIDIA o ATI

La resolución de pantalla

es el número de pixeles

que es la menor unidad

homogénea en color que

forma parte de una imagen

digital

• Con este último estándar surgieron los

monitores CRT los cuales usan las

señales de vídeo analógico roja, verde

y azul en intensidades variables para

generar colores en el espacio de color

RGB.

• Los monitores LCD (Liquid Crystal Display) pantalla de cristal

líquido, soportan DVI-I (digital visual interface) interfaz visual

digital la cual está diseñada para obtener la máxima calidad

de visualización posible en pantallas digitales.

• El monitor es el encargado de traducir a imágenes las señales

que provienen de la tarjeta gráfica.

• La mayoría del espacio está ocupado por un tubo de rayos

catódicos en el que se sitúa un cañón de electrones.

• Este cañón dispara constantemente un haz de electrones

contra la pantalla, que está recubierta de fósforo (material que

se ilumina al entrar en contacto con los electrones).

• En los monitores a color, cada punto o píxel de la pantalla está

compuesto por tres pequeños puntos de fósforo: rojo, azul y

verde. Iluminando estos puntos con diferentes intensidades,

puede obtenerse cualquier color.

Funcionamiento.

• Ésta es la forma de mostrar un punto en la pantalla, para rellenar

toda la pantalla de puntos, el cañón de electrones activa el primer

punto de la esquina superior izquierda y, rápidamente, activa los

siguientes puntos de la primera línea horizontal.

• Después sigue pintando y rellenando las demás líneas de la

pantalla hasta llegar a la última y vuelve a comenzar el proceso.

• Esta acción es tan rápida que el ojo humano no es capaz de

distinguir cómo se activan los puntos por separado, percibiendo

la ilusión de que todos los píxeles se activan al mismo tiempo.

Tarjeta de video• Una tarjeta gráfica o tarjeta de vídeo es un conjunto de

circuitos cuya función es transformar las señales que

llegan desde el procesador en señales entendibles y

que se pueda mostrar en la pantalla de la computadora.

• Están conformadas por algunos chips y un procesador

que ayuda a aumentar la eficiencia al realizar las

operaciones graficas.

• Consta también de memoria, útil para guardar imágenes

y datos necesarios en las operaciones realizadas.

Componentes

GPU

• Graphics processing unit: Constituye la parte más

importante de la tarjeta. Sus características son:

– La frecuencia de reloj del núcleo, que actualmente oscilan entre

500 MHz y 850 MHz.

– El numero de procesadores shaders utilizados para crear efectos

especiales, como por ejemplo iluminación, fuego o niebla.

– El número de pipelines encargadas de traducir una imagen 3D

compuesta por vértices y líneas en una imagen 2D compuesta

por píxeles.

Memoria RAM Gráfica

• Memoria de vídeo o VRAM: es un tipo de memoria

RAM que utiliza el controlador gráfico para poder

manejar toda la información visual que le manda el CPU

del sistema.

• La principal característica de esta clase de memoria es

que es accesible de forma simultánea por dos

dispositivos. Por lo que es posible que el CPU grabe

información en ella, mientras se leen los datos que

serán visualizados en el monitor en cada momento.

• Su tamaño oscila actualmente entre 256 MB y 4 GB.

RAMDAC

• Es un conversor de señal digital a analógico de memoria

RAM.

• Se encarga de transformar las señales digitales

producidas en la computadora en una señal analógica

que sea interpretable por el monitor.

• Según el número de bits que maneje a la vez y la

velocidad con que lo haga, el conversor será capaz de

dar soporte a diferentes velocidades de la actualización

del monitor.

Salidas

• Los sistemas de conexión más habituales entre la tarjeta

gráfica y el dispositivo visualizador o monitor son:– DA-15 conector RGB usado en las Apple Macintosh.

– Digital TTL DE-9 :por las primeras tarjetas de IBM (MDA, CGA,

EGA y algunas VGA)

– SVGA/Dsub-15 diseñado para dispositivos CRT.

– DVI diseñado para obtener la máxima calidad de visualización en

las pantallas digitales como los LCD .