Interfaces e Periféricos
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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)