Sistemas operativos modernos

5.5.1 Hardware de reloj Por lo general, en las computadoras se usan dos tipos de relojes, ambos muy diferentes de los relojes que usan las personas. Los relojes más sencillos están conectados a la línea de alimen­ tación eléctrica de 110 o 220 volts y causan una interrupción en cada ciclo del voltaje, a 50 o 60 Hz. Estos relojes solían dominar, pero ahora son poco comunes. El otro tipo de reloj se construye con tres componentes: un cristal oscilador, un contador y un registro de retención, como se muestra en la figura 5-31. Cuando un cristal de cuarzo se corta de manera adecuada y se monta sometido a tensión, puede hacerse que genere una señal periódica de gran precisión, por lo regular del orden de varios cientos de megahertz, dependiendo dei cris­ tal escogido. Utilizando circuitos electrónicos, esta señal base puede multiplicarse por un entero pequeño para obtener frecuencias de hasta 1000 MHz o incluso mayores. Toda computadora con­ tiene al menos un circuito de este tipo, el cual alimenta una señal sincronizadora a los demás cir­ cuitos de la máquina. Esta señal se alimenta al contador para que efectúe una cuenta regresiva hasta cero. En el momento en que el contador llega a cero, causa una interrupción de CPU. Oscilador de cristal Contador que se decrementa en cada pulso Registro de retención que sirve para cargar el contador Figura 5-31. Un reloj programable. Los relojes programables suelen tener varios modos de operación. En modo de disparo úni­ co, en el momento en que se pone en marcha el reloj se copia el valor del registro de retención en el contador y luego se decrementa el contador en cada pulso del cristal. Cuando el contador llega a cero, causa una interrupción y se detiene hasta que el software lo vuelve a poner en marcha en forma explícita. En modo de onda cuadrada, cuando el contador llega a cero y causa la interrup­ ción, el registro de retención se copia de manera automática en el contador, y todo el proceso se repite otra vez de modo indefinido. Estas interrupciones periódicas se llaman tícs de reloj. La ventaja del reloj programable es que se puede controlar la frecuencia de interrupciones con software. Si se usa un cristal de 500 MHz, el contador recibirá un pulso cada 2 ns. Con re­ gistros de 32 bits (no firmados) puede programarse la generación de interrupciones a interva­ los desde 2 ns hasta 8.6 s. Los chips de reloj programables por lo regular contienen dos o tres relojes que pueden programarse en forma independiente y además tienen muchas otras opcio­ nes (como contar de modo ascendente en vez de hacerlo en forma descendente, inhabilitar las interrupciones, entre otras).