Entrada/salida

La exactitud de la información en este artículo o sección está discutida. En la página de discusión puedes consultar el debate al respecto.

En computación, entrada/salida, también abreviado E/S o I/O (del original en inglés input/output), es la colección de interfaces que usan las distintas unidades funcionales (subsistemas) de un sistema de procesamiento de información para comunicarse unas con otras, o las señales (información) enviadas a través de esas interfaces. Las entradas son las señales recibidas por la unidad, mientras que las salidas son las señales enviadas por ésta.

El término puede ser usado para describir una acción; "realizar una entrada/salida" se refiere a ejecutar una operación de entrada o de salida. Los dispositivos de E/S los usa una persona u otro sistema para comunicarse con una computadora. De hecho, a los teclados y ratones se los considera dispositivos de entrada de una computadora, mientras que los monitores e impresoras son vistos como dispositivos de salida de una computadora. Los dispositivos típicos para la comunicación entre computadoras realizan las dos operaciones, tanto entrada como salida, y entre otros se encuentran los módems y tarjetas de red.

Es importante notar que la designación de un dispositivo, sea de entrada o de salida, cambia al cambiar la perspectiva desde el que se lo ve. Los teclados y ratones toman como entrada el movimiento físico que el usuario produce como salida y lo convierten a una señal eléctrica que la computadora pueda entender. La salida de estos dispositivos son una entrada para la computadora. De manera análoga, los monitores e impresoras toman como entrada las señales que la computadora produce como salida. Luego, convierten esas señales en representaciones inteligibles que puedan ser interpretadas por el usuario. La interpretación será, por ejemplo, por medio de la vista, que funciona como entrada.

En arquitectura de computadoras, a la combinación de una unidad central de procesamiento (CPU) y memoria principal (aquélla que la CPU puede escribir o leer directamente mediante instrucciones individuales) se la considera el corazón de la computadora y cualquier movimiento de información desde o hacia ese conjunto se lo considera entrada/salida. La CPU y su circuitería complementaria proveen métodos de entrada/salida que se usan en programación de bajo nivel para la implementación de controladores de dispositivos.

Los sistemas operativos y lenguajes de programación de más alto nivel brindan conceptos y primitivas de entrada/salida distintos y más abstractos. Por ejemplo, un sistema operativo brinda aplicativos que manejan el concepto de archivos. El lenguaje de programación C define funciones que les permiten a sus programas realizar E/S a través de streams, es decir, les permiten leer datos desde y escribir datos hacia sus programas.

Una alternativa para las funciones primitivas especiales es la mónada de E/S, que permite que los programas describan su E/S y que las acciones se lleven a cabo fuera del programa. Esto resulta interesante, pues las funciones de E/S introducirían un efecto colateral para cualquier lenguaje de programación, pero ahora una programación puramente funcional resultaría práctica.

Controlador de dispositivo

Los dispositivos de E/S están formados por una parte mecánica y una parte electrónica, esta última se denomina controlador de dispositivo y generalmente la interfaz entre ambas partes es de bajo nivel.^[1]

Por ejemplo el controlador de un disco duro convierte el flujo de bits recibido a los bloques necesarios para la operación a realizar.

Dispositivos de entrada y salida

Para diferenciar los dispositivos tenemos dos enfoques posibles, el primero de ellos se centra en el modo de almacenar la información (clasificando los dispositivos como de bloque o de carácter)^[1] y el segundo enfoque se centra en el destinatario de la comunicación (usuario, maquina, comunicadores)^[2]

Un dispositivo de bloque almacena la información en bloques de tamaño fijo. Al ser el bloque la unidad básica de almacenamiento, todas las escrituras o lecturas se realizan mediante múltiplos de un bloque. Es decir escribo 3 o 4 bloques, pero nunca 3,5 bloques. El tamaño de los bloques suele variar entre 512 Bytes hasta 32.768 Bytes. Un disco duro entraría dentro de esta definición. A diferencia de un dispositivo de bloque un dispositivo de carácter, no maneja bloques fijo de información sino que envía o recibe un flujo de caracteres. Dentro de esta clase podemos encontrar impresoras o interfaces de red.^[1]

Entre cada categoria y dispositivo, hay grandes diferencias:^[2]

• Velocidad de transferencia de datos: varios órdenes de magnitud para transferir los datos, según las necesidades de cada dispositivo
• Aplicación: la funcionalidad para la que esta diseñado un dispositivo tiene influencia sobre el software por ende lo tendrá sobre el sistema operativo.
• Complejidad de control: cada dispositivo tiene una complejidad asociada, no es lo mismo controlar un ratón que gestionar un disco duro.
• Unidad de transferencia: datos transferidos como un flujo de bytes/caracteres o en bloques de tamaño fijo
• Representación de datos: cada dispositivo puede usar su propia codificación de datos
• Condiciones de error: el porqué del error, su manera de notificarlo así como sus consecuencias difiere ampliamente entre los dispositivos

Algunos dispositivos de entrada y salida

• Entrada:
  • Teclado
  • Ratón
  • Joystick
  • Lápiz óptico
  • Micrófono
  • Webcam
  • Escáner
  • Escáner de código de barras
• Salida:
  • Monitor
  • Altavoz
  • Auriculares
  • Impresora
  • Plotter
  • Proyector

• Entrada/salida:
  • Unidades de almacenamiento
  • CD
  • DVD
  • Módem
  • Fax
  • Memory cards
  • USB
  • Router
  • Pantalla táctil
  • Dispositivos hápticos

Notas y referencias

1. ↑ ^{a b c} Tanenbaum, Andrew S. (2009). Sistemas operativos modernos. México: Pearson educación. 
2. ↑ ^{a b} Stallings, William (2005). Sistemas operativos: Aspectos internos y principios de diseño. España: Pearson educación. 

Véase también

• Direcciones base de entrada/salida

Enlaces externos

• Evolución del proceso de entrada/salida
• Tutorial sobre entrada/salida
• Entrada/salida de bajo nivel
• Direct I/O from Win32 (en inglés)
• I/O Meter (en inglés)