miércoles, 25 de mayo de 2016

Buses de entrada y salida



Buses de entrada y salida

Resumen
Los buses  de la informática, consisten en las conexiones físicas, siendo esto múltiples componentes del hardware con una finalidad de comunicarse entre sí con cada ordenador ya sea con cualquier tipo de bus por ejemplo, son comunes el PCI, AGP, SATA y otros como USB o Firewire.

 Además los propósitos de los buses es reducir los números de comunicación entre los distintos componentes, a través  de un solo canal de datos. Pero la metáfora que utilizan la mayoría de los informáticos “autopista de datos”.


Definición

Un bus, mes un canal de comunicación que las computadoras usan para comunicar sus componentes entre sí, por ejemplo para comunicar el procesador con los periféricos, memoria o dispositivos de almacenamiento.
Generalmente el Bus está integrado a la tarjeta madre, en una tarjeta madre muy posiblemente se encuentre diferentes tipos de buses.
El objetivo de que El bus esté conectado a la tarjeta madre es que los dispositivos que se conecten a ella, actúen como si estuvieran directamente conectadas con el procesador.






Funcionalidad

Su funcionamiento es sencillo: en un bus, todos los distintos nodos que lo componen reciben datos indistintamente, aquellos a los que estos datos no son dirigidos los ignoran y, en cambio, aquellos para los cuales los datos


Tipos

Existen distintos tipos de buses. El bus de direcciones, por ejemplo, vincula el bloque de control de la CPU para colocar datos durante procesos de cómputo. El bus de control, por otro lado, transporta datos respecto de las operaciones que se encuentra realizando el CPU. El bus de datos propiamente dicho, transporta información entre dispositivos de hardware como teclado, mouse, impresora, monitor y también de almacenamiento como el disco duro o memorias móviles.

En diferentes tipos de ordenadores se emplean diversos tipos de buses. Para PC, por ejemplo, son comunes el PCI, AGP, SATA y otros como USB o Firewire. En Mac, en cambio, se utilizan los mismos u otros como el NuBus.

El bus PCI
El bus PCI (Interconexión de componentes periféricos) fue desarrollado por Intel el 22 de junio de 1992. A diferencia del bus VLB, no se trata de un bus local tradicional sino de un bus intermedio ubicado entre el bus de procesador (Puente Norte) y el bus de entrada/salida (Puente Sur).
Conectores PCI
Por lo general, las placas madre cuentan con al menos 3 ó 4 conectores PCI, identificables generalmente por su color blanco estándar.
La interfaz PCI existe en 32 bits con un conector de 124 clavijas o en 64 bits con un conector de 188 clavijas. También existen dos niveles de señalización de voltaje:
3,3 V para los ordenadores portátiles
5 V para los equipos de escritorio
El voltaje señalizado no es igual al voltaje de la fuente de alimentación de la placa madre, sino que es el umbral de voltaje necesario para el cifrado digital de los datos.
Existen 2 tipos de conectores de 32 bits:



El USB
Un puerto USB o Universal Serial Bus permite conectar diversos periféricos a una computadora.

El Bus Universal en Serie o Conductor Universal en Serie es un tipo de puerto creado en 1996 por un conglomerado de siete empresas. Entre ellas, IBM, Intel, Northern Telecom, Compaq, Microsoft, Digital Equipment Corporation y NEC.

Tipos de conectores
Existen dos tipos de conectores USB:
·         Los conectores conocidos como tipo A, cuya forma es rectangular y se utilizan, generalmente, para dispositivos que no requieren demasiado ancho de banda (como el teclado, el ratón, las cámaras Web, etc.);
·         Los conectores conocidos como tipo B poseen una forma cuadrada y se utilizan principalmente para dispositivos de alta velocidad (discos duros externos, etc.).


  1. Fuente de alimentación de +5 V (VBUS) máximo 100 mA
  2.    Datos (D-)
  3. Datos (D+)
  4. Conexión a tierra (GND)

  Funcionamiento del USB
Una característica de la arquitectura USB es que puede proporcionar fuente de alimentación a los dispositivos con los que se conecta, con un límite máximo de 15 V por dispositivo. Para poder hacerlo, utiliza un cable que consta de cuatro hilos (la conexión a tierra GND, la alimentación del BUS y dos hilos de datos llamados D- y D+).



El bus AGP o Advanced Graphics Port

Interfaz y conector especiales desarrollados por Intel en 1997 para reemplazar al bus PCI que estimaba demasiado lento, así como para responder a las necesidades de visualización en banda ancha debido a las tarjetas gráficas cada vez más potentes. 


La interfaz AGP está inspirada en la interfaz del bus PCI, pero permite acelerar las cadencias de visualización y conviene particularmente a la visualización en 3D. Para llegar a este resultado, abre un canal de acceso directo entre el controlador de video y la memoria RAM, canal de 32 bits operando a 66 MHz. La velocidad total de transferencia es de 266 Mbit/s para la AGP1x, o sea el doble de la velocidad de transferencia del bus PCI





Los diferentes buses AGP

El bus AGP experimento grandes evoluciones que lo volvieron cada vez más rápido. 


Entre los buses AGP para tarjetas gráficas comunes, podemos distinguir:

·         AGP 1×: Bus 32-bit operando a 66 MHz con una tasa de transferencia máxima de 266 MB/s, obtenido multiplicando por 2 la frecuencia de 33 MHz del bus PCI.
·         AGP 2×: Bus 32-bit operando a 66 MHz DDR permitiendo una tasa de transferencia máxima de 533 MB/s.
·         AGP 4×: Bus 32-bit operando a 66 MHz QDR permitiendo una tasa de transferencia máxima de 1 066 MB/s (1 GB/s).
·         AGP 8×: Bus 32-bit operando a 66 MHz con una frecuencia 8 veces mayor permitiendo una tasa de transferencia máxima teórica de 2 133 MB/s (2 GB/s).(1)


DISPOSITIVOS DE SALIDA

Conectores con periféricos
son aquellos que presentan la información recibida de la CPU de una forma que nosotros podamos entender.

Monitor

Es el periférico donde el ordenador nos muestra de manera visual la información procesada.
El monitor tradicional es el de tubo de rayos catódicos y su funcionamiento es similar al de un televisor convencional: tres cañones situados al fondo del tubo lanzan un chorro de electrones que chocan contra una pantalla de material fosforescente de tres colores, que se ilumina formando imágenes. La pantalla del monitor se encuentra dividida, en forma de cuadrícula, por líneas horizontales y verticales. Cada uno de los cuadraditos se llama píxel. Los haces de luz van iluminando píxel a píxel, empezando por el primero de la línea horizontal superior y terminando por el último de la inferior. Cuando terminan, vuelven otra vez a empezar por el primero.

Impresora

Es el periférico utilizado para presentar la información en soporte físico, normalmente papel de distintos tipos, pero también es posible utilizar trasparencias y tela.
Aunque también es importante el uso que le vayamos a dar (por ejemplo, no serán iguales las necesidades de impresión en la caja de un supermercado que en un estudio de publicidad), hay tres conceptos que nos indican la calidad de una impresora:
·         Velocidad de impresión. Mide el número de páginas por minuto (ppm), o bien de caracteres por segundo (cps), que puede imprimir.
·         Resolución. Son los puntos que puede imprimir por pulgada (ppp), una medida de la calidad de salida.
·         Buffer de memoria. Debido a que la información que debe imprimir llega de la CPU a la impresora de forma más rápida que la velocidad de impresión, la impresora posee una pequeña memoria donde esta información se queda en espera y así el microprocesador se puede dedicar a otra tarea.
La conexión de la impresora al ordenador se realiza normalmente a través de un puerto, bien paralelo (denominado LPT) o bien USB. Para que el ordenador controle y se comunique correctamente con la impresora, hay que suministrar a la CPU los drivers (programas de software) correspondientes, que realizan la función de controlador. (2).





Conclusión

Los buses son el elemento permite transferir toda la información, desde las operaciones más sencillas de la CPU, así como toda transferencia de datos entre los distintos dispositivos conectados al sistema central. Memoria, tarjetas gráficas, teclados, etc. El bus se interconecta a través de interfaz y mediante periféricos externos  que son de entrada y salida, y  esta conexión va dependiendo de la arquitectura  del sistema. 

Referencia bibliográfica

      
                                                        

                               ARQUITECTURA BUSES DEL SISTEMA




Bus  de PCI