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Universidad Católica Nuestra Señora de la Asunción TAI 2 Ing. Juan E. de UrrazaSección 6: Interfaces de comunicación con los dispositivos de almacenamientoTodos los dispositivos conectados a una computadora tienen buses especializados deinterconexión. Los dispositivos de almacenamiento también. Estos canales eléctricossirven para poder comunicarlos con el procesador, la memoria, y otros dispositivos. Sibien ya mencionamos que algunos dispositivos, externos, pueden utilizar puertostradicionales como el USB y el IEEE 1394, en general, históricamente, siempre se hancreado buses especiales para la interconexión, que veremos a continuación.IDEUno de los primeros y mássignificativos estándaresintroducidos en el hardware de PCfue el IDE (Integrated DriveElectronics), un estándar quecontrola el flujo de datos entre elprocesador y el disco duro. Elconcepto del IDE fue propuestoinicialmente por Western Digital yCompaq en 1986 para superar laslimitaciones de rendimiento deestándares anteriores. El términoIDE en sí mismo no es unestándar de hardware, sino lasproposiciones que se incorporaronen una interfaz industrial llamadaATA (AT Attachment). ATA defineun conjunto de comandos y registros para la interfaz, creando un estándar universal parala comunicación entre la unidad de disco y la PC.Una de las mayores innovaciones introducidas por IDE fue la integración de las funcionesde controlador de disco dentro del propio disco. La separación de la lógica del controladorde la interfaz hizo posible que los fabricantes aumentaran el rendimiento de sus discosduros en forma independiente. Los discos IDE se conectan directamente al bus delsistema sin necesidad de un controlador separado en el bus, reduciendo los costosgenerales.La aceptación masiva del estándar IDE se debió a su habilidad en satisfacer lasnecesidades del sistema en dos criterios importantes: costo y compatibilidad. Con el pasode los años, estos dos factores se han vuelto importantes entre los usuarios de PC, y elresultado fue que el IDE se volvió rápidamente un estándar de mercado de masa.Desde la implementación del estándar ATA, la PC cambió dramáticamente. Laespecificación IDE fue diseñada para soportar dos discos internos, cada uno con unacapacidad máxima de 528 MB, y en 1986 esta limitación parecía ir más allá de cualquierrequerimiento imaginable para los usuarios de PC. Pero con los procesadores cada vezmás rápidos y las tecnologías de bus mejoradas, además de las nuevas exigencias delsoftware de aplicación, el IDE demostró convertirse en un cuello de botella en elrendimiento.70
Universidad Católica Nuestra Señora de la Asunción TAI 2 Ing. Juan E. de UrrazaEIDEEn 1993, Western Digital trajo el EIDE (Enhanced IDE) al mercado. EIDE es un estándardiseñado para sobrellevar los problemas de ATA, al mismo tiempo que mantiene lacompatibilidad hacia atrás. EIDE soporta velocidades de transferencia de datos mayores,y mayores capacidades de disco, primero de 8.4 GB y luego (1998) 137 GB.Los cuatro dispositivos posibles de un sistema EIDE se manejan por dos canales. Cadacanal soporta dos dispositivos en una configuración master/slave. El puerto primariogeneralmente se conecta al bus local (por ejemplo, el PCI), y se prepara en la mismadirección e IRQ que tenía el estándar IDE. Esto asegura compatibilidad con los sistemasIDE antiguos y evita conflictos con el sistema operativo o las aplicaciones que secomunican con la interfaz IDE.La habilidad de soportar periféricosdiferentes a discos duros, talescomo lectoras de CD-ROM ycintas magnéticas, fue posiblegracias a la especificación ATAPI(AT Attachment Pack Interface).ATAPI es una extensión delprotocolo ATA definida para dar unúnico conjunto de comandos yregistros a los CD-ROMs, y parautilizarse en otros dispositivos,como la cinta. ATAPI contienemuchos comandos que sonespecíficos para los dispositivosCD-ROM, como por ejemplo los deselección de velocidad de lectura.Además del ATAPI, EIDE tiene muchos otros estándares de transferencia desarrolladospor el comité ATA: Programmed Input/Output (PIO) Modo 3, PIO Modo 4, Multiword Modo1 Direct Memory Access (DMA), y Multiword Modo 2 DMA. PIO define especificacionesdel desenvolvimiento de la CPU en la transferencia de datos entre el disco duro y lamemoria, mientras que DMA define especificaciones para transferir datos directamentedel disco duro a la memoria.Los modos PIO son una variedad de protocolos para que el disco y el controlador IDEintercambien datos a velocidades diferentes. Muchos discos además soportan DMA comouna alternativa de los modos PIO. Aquí es cuando el disco toma el bus y pone datosdirectamente en la memoria RAM. Este es mejor para PCs multitarea, donde la CPUpuede realizar otros trabajos mientras sucede la transferencia de datos. Un manejador dedispositivos del sistema operativo es necesario para manejar DMA, y el BIOS del sistematambién debe soportar estas especificaciones para tomar ventaja de ellas.La industria del disco duro, además, adoptó una serie de técnicas para aumentar elrendimiento aún más. La primera fue aumentar la capacidad del disco. Esto se logróhaciendo que las pistas en el disco estuvieran más cerca (densidad de pistas) y que losdatos escritos en el disco dentro de cada pista fueran más densos (densidad lineal). Alhacer que más datos están disponibles en cada rotación del disco, la transferencia interna71
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