El microprocesador está en el centro de un sistema, pero necesita canales de comunicación para interactuar con memoria, discos, teclado, pantalla, sensores, etc. Estos canales se organizan principalmente mediante buses, puertos e interrupciones.

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7.1 Buses del sistema

Un bus es un conjunto de líneas (cables o pistas en la placa) que transporta información.

Los principales son:

1. Bus de datos

   • Transporta la información (números, caracteres, instrucciones).
   • Puede ser de 8, 16, 32, 64 bits, según la arquitectura.
   • Cuanto más ancho, más datos viajan en paralelo.

2. Bus de direcciones

   • Indica en qué lugar de la memoria o dispositivo se va a leer/escribir.

   • El número de líneas determina el máximo de memoria direccionable.

     • Ejemplo: 32 bits → 2³² direcciones = 4 GB.
     • Ejemplo: 64 bits → 2⁶⁴ direcciones (teóricamente 16 exabytes).

3. Bus de control

   • Transporta señales que sincronizan y controlan la comunicación.
   • Ejemplo: lectura (READ), escritura (WRITE), interrupción (IRQ).

👉 Se puede pensar en los buses como las autopistas que conectan el procesador con el resto del sistema.

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7.2 Puertos de entrada/salida (E/S)

Un microprocesador necesita comunicarse con dispositivos externos (teclado, pantalla, red, etc.). Para ello usa puertos de E/S:

• E/S mapeada en memoria (memory-mapped I/O): Los dispositivos se manejan como si fueran direcciones de memoria. Ejemplo: escribir en la dirección 0xB8000 en PCs antiguos mostraba texto en la pantalla.

• E/S mediante puertos dedicados (I/O ports): Se usan instrucciones especiales (ejemplo en x86: IN y OUT).

👉 Hoy en día, lo más usado es la E/S mapeada en memoria, porque simplifica el diseño.

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7.3 Controladores

Los periféricos son demasiado lentos comparados con el microprocesador. Para que el CPU no se quede esperando, se usan controladores: chips especializados que gestionan dispositivos y avisan al procesador cuando han terminado.

Ejemplo:

• Controlador de disco → gestiona lectura/escritura en HDD o SSD.
• Controlador de red → maneja paquetes sin que el CPU tenga que leer cada bit.

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7.4 Interrupciones

Una interrupción es una señal que detiene temporalmente el flujo normal del procesador para atender un evento externo.

Ejemplo:

• Pulsar una tecla → genera una interrupción → el procesador ejecuta la rutina del teclado.
• Llegada de un paquete de red.
• Fin de una operación de disco.

👉 Tipos:

• Interrupciones externas (hardware): generadas por dispositivos.
• Interrupciones internas (software): generadas por instrucciones especiales o errores (ej. división por cero).

✅ Ventaja: el procesador no necesita estar constantemente "preguntando" (polling) al dispositivo, ahorrando tiempo y energía.

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7.5 Ejemplo práctico

Supongamos que escribes un documento y pulsas una tecla:

1. El teclado envía un código por el bus.
2. El controlador del teclado lo procesa y lanza una interrupción.
3. El procesador detiene lo que estaba haciendo y ejecuta la rutina de atención al teclado.
4. El código se guarda en memoria y se muestra en pantalla.
5. El procesador vuelve a la tarea anterior.

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✅ Resumen clave del punto 7:

• El procesador se comunica con el exterior mediante buses (datos, direcciones, control).
• Los dispositivos se manejan con puertos de E/S o memoria mapeada.
• Los controladores gestionan periféricos sin sobrecargar al procesador.
• Las interrupciones permiten que el CPU atienda eventos externos eficientemente.