L’assignatura proporciona una visió general del subsistema d’entrada/sortida (E/S) d’un ordinador i dels dispositius més importants que el componen. Els primers capítols es dediquen a estudiar les funcions d’aquest bloc, com es comunica amb la resta dels que formen l’ordinador (CPU i memòria) així com les diferents tècniques de sincronisme i de gestió de les transferències de dades. També s’introdueixen els paràmetres més importants emprats per a mesurar les prestacions del sistema i es desenvolupen tècniques d’anàlisi enfocades a seleccionar les arquitectures i tècniques òptimes des del punt de vista de les prestacions del sistema global.
Els temes següents es dediquen a l’estudi de l’arquitectura dels subsistemes més rellevants dels que formen el bloc d’E/S, principalment els sistemes de visualització i d’emmagatzematge de dades, així com d’algunes interfícies habituals en aquests sistemes.
En la part final s’introdueix el concepte de bus d’E/S (incloent-hi l’estudi detallat del bus USB) i s’estudien les arquitectures i les tecnologies emprades en alguns perifèrics d’ús habitual (impressora, pantalla tàctil, etc.).
Professors Titulars
Professors Docents
Coneixements bàsics de disseny lògic, d’arquitectura de computadors i de programació en llenguatges d’alt nivell (C).
Aquest curs pretén ajudar els estudiants a comprendre l'estructura i el paper del subsistema d'entrada/sortida en el context més ampli de l'arquitectura d'ordinadors, basant-se en els fonaments establerts en les assignatures d'introducció als computadors i complementant les perspectives que ofereixen els cursos de sistemes operatius, oferint una visió orientada a l'arquitectura i al maquinari.
Pretén desenvolupar la capacitat de l'estudiant per analitzar com els components d'E/S interactuen amb la CPU, la memòria i les capes de programari, i per aplicar els principis arquitectònics a dispositius i subsistemes reals.
L'assignatura dona suport a l'objectiu del grau de formar professionals capaços d'integrar consideracions de maquinari i programari en dissenys de sistemes. Amb aquesta perspectiva, el curs millora la capacitat de l'estudiant per raonar sobre el rendiment, l'eficiència i el comportament a nivell de sistema en entorns informàtics moderns.
- INTRODUCCIÓ – EL SUBSISTEMA D’ENTRADA-SORTIDA (E/S)
1.1 El subsistema d’entrada/sortida (E/S)
1.2 Classificació dels dispositius d’E/S
1.3 Estructura dels dispositius d’E/S
1.4 Interfície amb la CPU
1.5 Tècniques de sincronisme
1.6 Gestió de les transferències de dades
1.7 Disseny del sistema d’E/S i mesura de prestacions
1.8 Interfície de software
- SUBSISTEMA DE VISUALITZACIÓ DE DADES
2.1 Definició i tecnologies dels dispositius de visualització
2.2 Arquitectura de la controladora
2.3 Interfícies per a dispositius de visualització
- SISTEMES D’EMMAGATZEMATGE DE DADES
3.1 Introducció
3.2 Disc durs magnètics (HDD)
3.3 Controladora i interfícies
3.4 Dispositius d’estat sòlid (SSD)
3.5 Sistemes RAID
- DISPOSITIUS D’ENTRADA-SORTIDA
4.1 Introducció
4.2 Bus USB
4.3 Teclat
4.4 Ratolí
4.5 Pantalles tàctils
4.6 Impressores
L’assignatura s’imparteix mitjançant classes magistrals en les que es fa servir material visual (presentacions PowerPoint) per a l’exposició dels continguts teòrics. L’estructura i el contingut del material estan pensats, no només per a impartir la classe, sinó per facilitar l’estudi de l’assignatura i el reforç dels conceptes per part de l’alumne.
La consolidació d’aquests continguts teòrics i la seva aplicació en entorns reals s’assoleix mitjançant un conjunt de pràctiques que els alumnes han de realitzar sobre una plataforma de desenvolupament de dispositius amb arquitectura ARM.
Addicionalment, els alumnes disposen d’una col·lecció de problemes resolts i comentats per a cadascun dels temes impartits. Tant el material usat a classe com les col·leccions de problemes estan disponibles a la plataforma Moodle (eStudy).
L'assignatura s'avalua mitjançant dos exàmens (punt de control i final) i tres pràctiques que es fan al llarg del curs.
Els exàmens permeten obtenir la nota de teoria, que suposa el 60% de la nota final de l’assignatura. De manera similar, l'avaluació de les pràctiques permet obtenir la nota de la part pràctica, que suposa l’altre 40% de la nota final.
Per aprovar l'assignatura cal obtenir una nota de teoria igual o superior a 4 i una nota de la part pràctica igual o superior a 5, i que la mitjana ponderada segons els percentatges esmentats al paràgraf anterior sigui igual o superior a 5.
La no-presentació de la totalitat de les pràctiques, independentment de la nota mitjana obtinguda a partir de les notes de les pràctiques presentades, comporta una nota de l'assignatura de NP.
La comprensió dels fonaments de disseny i modelització de sistemes d’entrada/sortida de l’ordinador.
La comprensió de les arquitectures, tecnologies i tècniques emprades en els sistemes d’entrada/sortida de l’ordinador.
La interpretació correcta dels requeriments i dels objectius de disseny dels sistemes d’entrada/sortida de l’ordinador.
La capacitat d’identificar les diferents alternatives disponibles per assolir els requeriments i/o objectius de disseny dels sistemes d’entrada/sortida de l’ordinador.
La capacitat de modelar correctament els criteris d’avaluació de les diferents alternatives per tal d’assolir aquests requeriments i/o objectius de disseny.
La capacitat de dissenyar l’arquitectura bàsica de les diferents funcions del bloc d’ d’entrada/sortida de l’ordinador.
La precisió en els càlculs i la correcta interpretació dels resultats obtinguts.
La claredat i estructura en la presentació dels procediments i solucions.
D. A. Patterson and J. L. Hennessy, Computer Architecture: A Quantitative Approach, 1st ed. San Mateo, CA: Morgan Kaufmann, 1990.
J. L. Hennessy and D. A. Patterson, Computer Architecture: A Quantitative Approach, 5th ed. Waltham, MA: Elsevier, 2011.
D. A. Patterson and J. L. Hennessy, Organización y diseño de computadores, la interfaz hardware/software. Madrid: McGraw Hill, 1995
J. C. Mallinson, The Foundations of Magnetic Recording, 2nd ed. Academic Press, 1993
R. Micheloni, A. Marelli, K. Eshghi, Inside Solid State Drives, 2nd ed. Springer, 2018
Cap.