Temas Entrada/Salida Discos rígidos (ya visto) Cintas
magnéticas MODEM Entrada Teclado y mouse Salida Monitores
Impresoras
Clasificación de los dispositivos E/S [Stallings]: 1.
Dispositivos legibles por los humanos: apropiados para la
comunicación con el usuario (mouse, teclado, monitor,
impresora) 2. Dispositivos legibles por máquina: adecuados
para comunicarse con equipos electrónicos (discos, cintas)
3. Dispositivos de comunicaciones: apropiados para comunicarse
con dispositivos lejanos (modem, tarjeta Ethernet).
Diferencias de los dispositivos E/S: Aplicaciones (ej: disco que
almacena archivos, disco que almacena páginas de memoria
virtual) Complejidad del control (ej: impresora vs. disco) Unidad
de transferencia (bytes o bloques) Representación de los
errores (check sum, codificación) Condiciones de error
(cómo y qué se informa) Velocidad de los datos
(diferencia en varios órdenes de magnitud)
Dispositivos de bloques: dispositivos que almacenan la
información en bloques de tamaño fijo (discos)
Dispositivos de caracteres: maneja la información mediante
un flujo de caracteres sin estructurarlos en bloques (mouse,
teclado, impresora) Clasificación de los dispositivos E/S
[Tanenbaum]:
5 Cinta Magnética (E/S) Acceso en Serie Lento Muy
económica Backup y archivo
MODEM (MOdulador, DEModulador) Convierte señales “0?
y “1? en tonos de audio. • Sistema telefónico
responde entre 50 y 3500 Hz. Tasa Bits/seg (bps) es el
número de bits enviados por segundo. Baudios: es una
unidad de medida que representa la cantidad de veces que cambia
el estado de una señal en un periodo de tiempo. Tasa
Baudio (baud rate) es el número de cambios de señal
por segundo (por J. Baudot). Máxima tasa baudio para el
sistema telefónico es 2400.
MODEM Tipos de modulación analógica
MODEM – Amplitud modulada Amplitud modulada (AM)
o modulación de amplitud es un tipo
de modulación lineal que consiste en hacer
variar la amplitud de la señal portadora de
forma que esta cambie de acuerdo con las variaciones de nivel de
la señal que contiene la información que se desea
transmitir, llamada señal moduladora o
modulante. Onda sinusoide:1 = Amplitud,2 = Amplitud de
pico a pico,3 = Media cuadrática,4
= Periodo.
MODEM Frecuencia modulada Frecuencia es una magnitud que
mide el número de repeticiones por unidad
de tiempo de cualquier fenómeno o suceso
periódico.
MODEM Frecuencia modulada La frecuencia modulada (FM)
o modulación de frecuencia es una
modulación angular que
transmite información a través de
una onda portadora variando su frecuencia
(contrastando esta con la amplitud
modulada o modulación de amplitud (AM), en
donde la amplitud de la onda es variada mientras que su
frecuencia se mantiene constante).
MODEM Modulación de fase La fase indica la
situación instantánea en el ciclo, de una magnitud
que varía cíclicamente. En un movimiento
armónico simple; A es la amplitud y T es el
período, dados dos instantes t1 y t2 , tales que presentan
la misma fase de la onda.
Tipos de modulación Digital Para una modulación
digital se tienen, por ejemplo, los siguientes tipos de
modulación: ASK, (Amplitude Shift
Keying, Modulación por desplazamiento de amplitud):
la amplitud de la portadora se modula a niveles correspondientes
a los dígitos binarios de entrada 1 ó 0. FSK,
(Frecuency Shift Keying, Modulación por
desplazamiento de frecuencia): la frecuencia portadora se modula
sumándole o restándole una frecuencia de
desplazamiento que representa los dígitos binarios 1
ó 0. Es el tipo de modulación común en
módems de baja velocidad en la que los dos estados de la
señal binaria se transmiten como dos frecuencias
distintas. PSK, (Phase Shift Keying, Modulación por
desplazamiento de fase): tipo de modulación donde la
portadora transmitida se desplaza cierto número de grados
en respuesta a la configuración de los datos. Los
módems bifásicos por ejemplo, emplean
desplazamientos de 180º para representar el dígito
binario 0.
MODEM Es posible enviar varios bits por baudio, señalando
en frecuencias diferentes Ejemplo Enviar una de 4 señales
diferentes, 2400 veces por segundo: Las cuatro señales
representan 00, 01, 01, o 11, se puede enviar dos bits por
baudio. Cada evento puede representar más de un bit, con
lo cual ya no coinciden bits por segundo y baudios. tasa bps =
tasa baudio x log2(n)
“SMART” MODEM A veces llamados “Hayes
compatible” Computadora controla: • discado •
establece la tasa de bit (bit rate) • programa contestador,
re-discado, etc. • capaz de compresión de datos
Modems son de 2400 baudios máximo Máximo bit rate,
57600 bps (56K)
PROTOCOLO RS232 El protocolo RS-232 es un estándar mundial
que rige los parámetros de uno de los modos de
comunicación serial. Por medio de este protocolo se
estandarizan las velocidades de transferencia de datos, la forma
de control que utiliza dicha transferencia, los niveles de
voltajes utilizados, el tipo de cable permitido, las distancias
entre equipos, los conectores, etc. A nivel de software, la
configuración principal que se debe dar a una
conexión a través de puertos seriales. RS-232 es
básicamente la selección de la velocidad en baudios
(1200, 2400, 4800, etc.), la verificación de datos o
paridad (parida par o paridad impar o sin paridad), los bits de
parada luego de cada dato(1 ó 2), y la cantidad de bits
por dato (7 ó 8), que se utiliza para cada símbolo
o carácter enviado.
Funcionamiento del Protocolo RS 232 Videos recomendados visitar
el blog de la cátedra desde:
http://www.ead.unlp.edu.ar/blogs_unlp/programacion2/2012/05/20/comunicacion-asincronica/
Comunicación asincrónica de Datos
PROTOCOLO RS232 Request To Send (RTS) Esta señal se
envía de la computadora (DTE) al módem (DCE) para
indicar que se quieren transmitir datos. Clear To Send
(CTS) Afirmado por el módem después de recibir
la señal de RTS indica que la computadora puede
transmitir. Data Terminal Ready (DTR) Esta línea de
señal es afirmada por la computadora, e informa al
módem que la computadora está lista para recibir
datos. Data Set Ready (DSR) Esta línea de
señal es afirmada por el módem en respuesta a una
señal de DTR de la computadora. La computadora supervisa
el estado de esta línea después de afirmar DTR para
descubrir si el módem esta encendido. Receive Signal Line
Detect (RSLD) Esta línea de control es afirmada por
el módem e informa a la computadora que se ha establecido
una conexión física con otro módem. Transmit
Data (TD) es la línea por donde el dato se transmite
de un bit a la vezReceive Data (RD) es la línea por
donde el dato se recibe de un bits a la vez.
Comunicación por MODEM- Protocolo RS·232
MODEM – Control de Errores Paridad: función donde el
transmisor añade otro bit a los que codifican un
símbolo. Es paridad par, cuando el símbolo tenga un
número par de bits y es impar en caso contrario. El
receptor recalcula el número de par de bits con valor uno,
y si el valor recalculado coincide con el bit de paridad enviado,
acepta el paquete. CRC: (Cyclic Redundancy Check, prueba de
redundancia cíclica). Es un algoritmo cíclico en el
cual cada bloque de datos es chequeado por el módem que
envía y por el que recibe. El módem que está
enviando inserta el resultado de su cálculo en cada bloque
en forma de código CRC. Por su parte, el módem que
está recibiendo compara el resultado con el código
CRC recibido y responde con un reconocimiento positivo o negativo
dependiendo del resultado.
Dispositivos de entrada de datos Teclado y Mouse • Tasas de
entrada muy lentas • 10 caracteres de 8 bits por segundo en
teclado • El mouse es más rápido: 1 cambio en
los bits de la posición X e Y por milisegundo • Clic
de mouse: bit por 1/10 segundo El desafío del
diseño de dispositivos de entrada de datos manual es
reducir el número de partes móviles
Monitores de Video • Alfanuméricos •
Gráficos Impresoras • Impacto • Laser
Dispositivos de salida de datos
Monitores de video Color o blanco y negro Imagen trazada en
pantalla de a línea por vez (raster) Puntos en pantalla
(Pixel) se marcan con un haz de electrones El haz se
desvía horizontal y verticalmente Se muestran 50/60
cuadros completos por segundo Resolución Vertical:
número de líneas ˜500 Resolución
Horizontal: puntos por línea ˜700 Puntos por segundo
˜ 60x500x700 ˜ 21M puntos/s
Esquema de Monitor de Video
Dos tipos de video: Terminal y Mapeado de memoria Monitor de
video, memoria de visualización y teclado armados juntos
para formar un Terminal. Monitor de video con memoria de
visualización que está mapeada en memoria.
Terminales: usualmente orientados a carácter •
conexión con ancho de banda pequeño (serie)
Visualización con memoria de video mapeada permite mostrar
imágenes y movimiento • conexión al bus de
memoria permite cambios rápidos (ancho de banda
grande)
Video Terminal (orientado a carácter)
Video mapeado en Memoria
Memoria de visualización Monitores alfanuméricos
• En memoria se almacenan sólo códigos de
carácter • Los códigos de carácter se
convierten en pixels por una ROM de caracteres • Por
carácter se generan varios pixels sucesivos en varias
líneas sucesivas Monitores gráficos (bit mapped)
• Cada pixel es representado por bits en memoria • Los
visualizadores B/N pueden usar un bit por pixel • En gama de
grises/color requerirán varios bits por pixel
ROM de caracteres
Controlador de video alfanumérico Contadores cuentan
• los 7 puntos en un carácter, • los 80
caracteres a lo ancho de la pantalla, • las 9 líneas
en un caracter, y • las 64 filas de caracteres desde arriba
hacia abajo
Controlador de video TRUE COLOR La memoria debe almacenar 24 bits
por pixel para una resolución de 256 niveles • A 20M
puntos por segundo, el ancho de banda de la memoria es muy grande
• Se requiere lugar para la RAM de video
Impresoras de impacto Carácter formado • Margarita
• Cinta Matriz de Puntos: • Arma los caracteres •
Punzones manejados por solenoides • Punzón golpea una
cinta entintada y marca el papel • Tantos punzones como alto
de la matriz de caracteres • Baja resolución
Impresión matriz de puntos Imprime una columna por vez
Puede usar una ROM de caracteres La ROM se lee en paralelo por
columna, en vez de serie por fila como en el video
alfanumérico
Impresora laser Página completa 300 a 1200 puntos por
pulgada (dpi)
Tecnología INK-Yet
Ejercicios Ejercicio 1.- Calcular el tamaño que
ocupará en nuestro ordenador una imagen de 65.535 colores
con una resolución de 800 x 600. El espacio que ocupa =
nº pixels x nº bits en cada color. nº pixels =
resolución = 800 x 600 = 480.000 pixels. nº bits en
cada color = (para 65.535 colores) 16 bits. Espacio que ocupa =
480.000 x 16 = 7.680.000 bits = 7.500 kbits = 7,32 Mb
También podríamos expresarlo en Bytes, y
serían 0,92 MB.
Ejercicios Ejercicio 2.- En nuestra computadora tenemos
disponibles únicamente 2 MB de memoria RAM . Nos interesa
trabajar con un gráfico de resolución 1.024 x 768
pixeles. ¿Cual es la cantidad máxima de colores con
los que podemos trabajar el gráfico?. Vamos a calcular el
espacio que nos ocupará el gráfico suponiendo que
vamos variando la cantidad de colores por pixel que usamos: a)
B/N: Tamaño = 1.024 x 768 x 1 x 1/8 = 98.304 B = 0,09 MB.
¿Por qué 1/8 ? b) 16 colores : Tamaño =
1.024 x 768 x 4 x 1/8 = 393.216 B = 0,375 MB. c) 256 colores:
Tamaño = 1.024 x 768 x 8 x 1/8 = 786.432 B = 0,75 MB. d)
65.535 colores: Tamaño = 1.024 x 768 x 16 x 1/8 =
1.572.864 B = 1,5 MB. e) 16,4 mill. colores: Tamaño =
1.024 x 768 x 24 x 1/8 = 2.359.296 B = 2,25 MB. Evidentemente, la
cantidad máxima de colores con los que podemos trabajar el
gráfico serán 65.535 colores. ¿Como es la
formula? (1024 * 768* X *1/8 ) / 2097152 = despejar X y
aproximar
Ejercicios Ejercicio 3.- Tenemos que almacenar en un diskette de
1,44 MB de capacidad una imagen a true color (24 bits color). Si
la imagen la tenemos a una resolución de 1.024 x 768 y
queremos conservar todo el color. ¿ Cual será la
resolución con la que podremos guardar la imagen en
nuestro disquete?. Por un lado, sabemos que el espacio que
ocupará la imagen al guardarla será: Espacio ( en
Bytes) = Ancho x Alto x 24 x 1/8 Por otro lado, el espacio
máximo que puede ocupar la imagen al guardarla
será: Espacio ( en Bytes) = 1,44 x 1.024 x 1.024
Ejercicios Por lo tanto tendremos que: Ancho x Alto x 24 x 1/8 =
1,44 x 1.024 x 1.024 (1) Además, para mantener la
proporcionalidad de la imagen al guardarla, se tendrá que
cumplir que: 1.024 / 768 = Ancho / Alto =1,33 (2) Con las
ecuaciones (1) y (2) podemos plantear un sistema cuya
resolución nos dará: Ancho x Alto = 1509949,44/3
Despejando en (1) Ancho x Alto = 503316,48 (3) Alto2 x1,33 =
503316,48 (reemplazando ancho = 1,33/alto de (2) en (3)) Alto =
±v378433,44 = 615,17 Ancho = 615,17 * 1,33 = 818,18
(reemplazando en (2)) Alto = 615,17 y Ancho = 818,18 Luego la
resolución máxima a la que podremos guardar la
imagen será 818 x 615.
Bibliografía Capítulos 7 a 11 Estructura de
Computadores y Periféricos. R. Martinez Durá,
J.Grau, J. Perez Solano. Editorial Alfaomega, México. ISBN
970-15-0690-1 Links de interés
http://www.pctechguide.com/02Multimedia.htm
http://www.pctechguide.com/02Input-Output.htm