Interfaces e Periféricos

Interfaces e Periféricos Prof. João Paulo A. Almeida ([email protected]) 2012/2 Informações gerais •  Página web: hIp://nemo.inf.ufes.br/jpalmeida/ensino/2012-­‐02-­‐
interfaces-­‐perifericos •  Carga horária semestral total: 45horas •  Horário: segunda: 15:00-­‐18:00 •  Local: CT-­‐IX sala 108 Avaliação •  Uma prova parcial e um trabalho •  A média parcial (MP) é calculada por: MP = 0,5*P + 0,5*T, onde: P é a média aritméZca da(s) nota(s) da(s) prova(s) parcial(is) e T é a média aritméZca da(s) nota(s) do(s) trabalho(s). •  A média final (MF) será: MF = MP, se MP ≥ 7,0 (e houver presença) MF = (PF + MP)/2, se MP < 7,0 (PF é a nota da prova final) •  Se MF ≥ 5,0 -­‐> Aprovado •  Se MF < 5,0 -­‐> Reprovado ObjeZvo •  Apresentar os conceitos de disposiZvos diversos de entrada e saída (indo além de processamento) •  O computador não é uma máquina interessante se não pudermos interagir com ela –  Fazemos isso através de interfaces e periféricos –  Periféricos serão considerados os disposiZvos que interagem com a unidade central de processamento (CPU) Arquiteturas de E/S •  Hardware •  Soiware Tópicos principais •  Interação de aplicações com o sistema operacional •  Interação do sistema operacional com o hardware •  Interesse no entendimento e uso dos periféricos, não no projeto de periféricos •  Fim: Interação de aplicações com as funções oferecidas por periféricos Interface •  Em vários níveis: •  Mecânico (lsico) –  Conectores, cabos, slots •  Elétrico (lsico) –  Tensões, correntes, ... •  Elétrico (lógico) –  Temporização dos sinais, frequências de clock •  Dados –  Formatos, regras de comunicação (protocolos) •  Programação Interface •  Em vários níveis: •  Mecânico (lsico) –  Conectores, cabos, slots •  Elétrico (lsico) –  Tensões, correntes, ... •  Elétrico (lógico) –  Temporização dos sinais, frequências de clock •  Dados –  Formatos, regras de comunicação (protocolos) •  Programação http://en.wikipedia.org/wiki/Image:9_pin_d-sub_connector_male_closeup.jpg
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/f/fd/5pin180dinplug.jpg
http://en.wikipedia.org/wiki/Image:Type_A_USB_Connecter_alt.jpg
http://en.wikipedia.org/wiki/Image:VGA_port.jpg
http://en.wikipedia.org/wiki/Image:VGA_plug.jpg
http://en.wikipedia.org/wiki/Image:Pci-slots.jpg
Definições •  Interface: •  Em vários níveis: •  Mecânico (lsico) –  Conectores, cabos, slots •  Elétrico (+sico) –  Tensões, correntes, ... •  Elétrico (lógico) –  Temporização dos sinais, frequências de clock •  Dados –  Formatos, regras de comunicação (protocolos) •  Programação Exemplo: USB nível mecânico •  34 páginas do padrão Exemplo: USB nível elétrico (lsico) •  USB: Pin
Name
Cable
colour
Description
1
VCC
Red
+5V
2
D-
White
Data -
3
D+
Green
Data +
4
GND
Black
Ground
•  5.25 V -­‐ 4.75 V (5 V±5%) •  Um disposiZvo pode usar no máximo 100 mA inicialmente, podendo requisitar até 500 mA de corrente. •  76 páginas do padrão Definições •  Interface: •  Em vários níveis: •  Mecânico (lsico) –  Conectores, cabos, slots •  Elétrico (lsico) –  Tensões, correntes, ... •  Elétrico (lógico) –  Temporização dos sinais, frequências de clock •  Dados –  Formatos, regras de comunicação (protocolos) •  Programação Exemplo: USB 1.1 nível elétrico (lógico) Definições •  Interface: •  Em vários níveis: •  Mecânico (lsico) –  Conectores, cabos, slots •  Elétrico (lsico) –  Tensões, correntes, ... •  Elétrico (lógico) –  Temporização dos sinais, frequências de clock •  Dados –  Formatos, regras de comunicação (protocolos) •  Programação Exemplo: USB dados •  Pacotes de dados Sync
PID
Data
CRC16
EOP
•  Maximum data payload size for low-­‐speed devices is 8 bytes. •  Maximum data payload size for full-­‐speed devices is 1023 bytes. •  Maximum data payload size for high-­‐speed devices is 1024 bytes. •  Data must be sent in mulZples of bytes. Exemplo: USB Modelo de Programação Exemplo: USB Modelo de Programação Tópicos a serem abordados (Programa) 1/3 •  PolíZcas e mecanismos de entrada e saída (E/S) –  Interrupções, mapeamento em memória, DMA, etc. •  Interfaces de uso geral: –  Porta serial, porta paralela, USB (Universal Serial Bus), Firewire, Thunderbolt •  Barramentos de entrada e saída de uso geral –  ISA, PCI, PCI Express •  Interface com o sistema operacional: –  Drivers de disposiZvos (device drivers) –  Abstração de disposiZvos de entrada e saída no Linux •  Interface com aplicações Tópicos a serem abordados (Programa) 2/3 •  Periféricos de entrada e saída e suas interfaces –  Teclado, mouse e variantes, scanner, etc. –  Monitor, placa de vídeo, placa de som (E/S), impressoras, ploIers, etc. •  Periféricos de armazenamento e suas interfaces –  DisposiZvos magnéZcos e óZcos •  HD, CD(-­‐RW), DVD(-­‐+RW), Blue-­‐ray, fitas, etc. •  ATA-­‐IDE, SATA, SCSI Tópicos a serem abordados (Programa) 3/3 •  Bluetooth •  Interfaces de rede •  Redes de computadores como interface Abordagem •  Parte básica com aulas exposiZvas •  Aulas de laboratório •  Trabalho de implementação Material didáZco •  Capítulo de livro texto: Andrew S. Tanenbaum, Structured Computer Organiza7on, 5ª edição, 2006. Capítulo 2.4 Input/
Output. –  Também disponível em português: Organização Estruturada de Computadores, 4ª edição, PrenZce-­‐Hall do Brasil, 2001. •  Capítulo de livro texto: Andrew S. Tanenbaum, Modern Opera7ng Systems, 2ª edição, PrenZce-­‐Hall. Capítulo 5: Input/
Output. –  Também disponível em português: Sistemas Operacionais Modernos, 2a. Edição, Pearson-­‐PrenZce-­‐Hall do Brasil, 2003. •  Livro: Jonathan Corbet, Alessandro Rubini, and Greg Kroah-­‐
Hartman, Linux Device Drivers, Third EdiZon [gratuito online] •  Muitas referências adicionais disponíveis on-­‐line Planejamento 26/11/12 Introdução 03/12/12 Princípios de Entrada e Saída 10/12/12 Princípios de Entrada e Saída 17/12/12 BIOS e Chamadas de Sistema 28/01/13 Comunicação serial x paralela, síncrona x assíncrona, esquemas de codificação 04/02/13 Redes de computadores como interface (ex. com impressora) 18/02/13 Laboratório Redes de computadores como interface 25/02/13 Critérios de qualidade para interfaces e periféricos 04/03/13 Exemplos de Periféricos: Teclado e Mouse 11/03/13 Exemplos de Interface: USB 18/03/13 Exemplos de Periféricos: Disco Rígido: ATA, SATA 25/03/13 Exemplos de Periféricos
01/04/13 Laboratório: Trabalho de Implementação 15/04/13 Revisão para a Prova Parcial 22/04/13 Prova Parcial 29/04/13 Prova Final 30/04/13 Horário de consulta Prova Final (15:00-­‐16:00)