Introdução a Ciência da Computação Dispositivos ou Periféricos de

Transcrição

Prof. Francisco Gerson A. de Meneses
Introdução a Ciência da
Computação
Dispositivos ou Periféricos de E/S
Unidade V – Hardware - Arquitetura de um
Sistema de Computação – E/S
-
-
Introdução
Tipos de dispositivos
- Entrada
- Saída
- Entrada e Saída
Classificação dos dispositivos
Interface
Transmissão e recepção de dados
[email protected]
Introdução
Introdução
Para que possamos desfrutar da rapidez e flexibilidade
de um computador, não basta sabermos que ele pode
armazenar na memória os programas e dados que
desejamos processar, nem que ele pode executar
milhões de instruções por segundo.
Para tanto, precisamos de um meio qualquer que faça
essa comunicação homem-máquina. Um teclado
semelhante ao de uma máquina de escrever pode
servir como elemento de entrada.
É preciso que o programa que temos escrito em uma
folha de papel e os dados que serão por ele
manipulados sejam inseridos no sistema, caractere por
caractere inclusive os espaços em branco, símbolos,
etc.
Introdução
Em geral, os
dispositivos de entrada
ou de saída são
denominados periféricos
(porque se encontram
instalados fora do
núcleo principal
CPU/Memória Principal,
mas ficam na maior
parte das vezes
próximos, isto é, na
periferia).
Introdução
Da mesma forma que temos a necessidade de
comunicação com a máquina, também é preciso que
haja comunicação no sentido contrário, isto é,
máquina-homem, de modo que o usuário possa
entender os resultados de um processamento.
Unidade Central de Processamento
Unidade
de Controle
ULA
Unidade Primária
de Armazenamento
Uma impressora ou uma
tela de vídeo podem
servir como dispositivo
de saída ou periférico
de saída.
Dispositivo
de
Saída
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Introdução
O funcionamento do conjunto de dispositivos de
entrada/saída em um computador é, em geral,
caracterizado pela existência de diversos elementos que,
embora realizem o mesmo tipo de função (tenham o
mesmo objetivo de comunicação homem-máquina),
possuem características bem diversas.
Por isso, costuma-se integrar os diversos elementos que
cooperam no processo de entrada e saída, em um
subsistema, como parte do sistema de computação.
Introdução
Um subsistema de entrada/saída deve, em conjunto, ser
capaz de realizar duas funções:
- receber ou enviar informações ao meio exterior;
- converter as informações (de entrada ou de saída) em
uma forma inteligível para a máquina (se estiver
recebendo) ou para o usuário (se estiver enviando).
ENTRADA:
- Teclado - Lê os caracteres digitados pelo usuário
- Mouse - Lê os movimentos e toque de botões
- Drive de CD-ROM - Lê dados de discos CD-ROM
- Microfone - Transmite sons para o computador
- Scanner - Usado para o computador "ler" figuras ou
fotos
SAÍDA:
- Vídeo - Mostra ao usuário, na tela caracteres e
gráficos
- Impressora - Imprime caracteres e gráficos
- Alto-falante - Realiza comunicação com o usuário
através de som
Classificação dos dispositivos
ENTRADA E SAÍDA:
- Disco rígido - Grava e lê dados
- Drive de disquete - Grava e lê dados em disquetes
- Unidade de fita magnética - Grava e lê dados em
fitas magnéticas
- MODEM - Transmite e recebe dados pela linha
telefônica
Os diversos tipos de dispositivos ou periféricos que
podem ser conectados em um computador são
classificados em três categorias:
1 – os que transmitem/recebem informações
inteligíveis para o ser humano – são adequados para
estabelecimento de comunicação com o usuário. É o
caso de impressora, monitores de vídeo, teclados;
2 – os que transmitem/recebem informações
inteligíveis apenas para a máquina – são adequados
para comunicação máquina a máquina ou
internamente a uma máquina. Exemplos dessa
categoria são os discos magnéticos;
3 – os que transmitem/recebem de/ para outros
dispositivos remotamente instalados, tais como os
modems.
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Interface de E/S
A comunicação entre o conjunto CPU/Memória Principal
e um periférico da-se de forma indireta, isso se deve
às diferentes características apresentadas pelos
periféricos - o que, caso fosse uma comunicação
direta, tornaria extremamente complicada essa
comunicação - tais como:
Interface de E/S
O elemento entre o conjunto CPU/Memória Principal e
um periférico, que visa possibilitar e otimizar a
comunicação, compatibilizando as diferentes
características entre ambos chama-se INTERFACE de
E/S.
- vários periféricos cada um com modos próprios de
funcionar e com funções diferenciadas dentro do
sistema.
- a velocidade de transferência de dados de um
periférico é muito menor que a da CPU, além disso
cada periférico trabalha em uma velocidade diferente
um do outro.
- os periféricos costumar usar formatos e tamanhos
diferentes de unidades de transferência de dados.
Interface de E/S
Dependendo do fabricante ou do mercado pode ser
chamado também: canal, adaptadores, controladores
ou placas (vídeo, modem, etc).
Um interface de E/S pode servir apenas para a
conexão à CPU/MP e para o controle de um único
dispositivo de E/S ou pode atender a vários
dispositivos, até mesmo dispositivos diferentes.
Interface de E/S
Em geral, um Interface de E/S se comunica com o
processador e com o periférico através das seguintes ações
básicas:
1) o processador interroga o interface para verificar se o
periférico está pronto para se comunicar ou se está ocupado.
2) o interface responde informando o estado do periférico;
se está pronto (Ready) ou ocupado ou desligado ou outra
incapacidade qualquer de atender (Not Ready).
3) se o dispositivo de E/S (periférico) estiver pronto para se
comunicar (receber ou enviar dados), então o processador
envia os dados pelo barramento para o interface. Deste, os
dados irão para o dispositivo ou vice-versa.
Obs.: a utilização de um buffer interno pela Interface
é um fator fundamental para a compatibilização de
velocidades diferentes entre o barramento do sistema
e suas linhas externas.
Interface de E/S
Um Interface ou Controlador de E/S é, em geral,
responsável pelas seguintes tarefas:
a) controlar e sincronizar o fluxo de dados entre a CPU/MP
e o periférico;
b) realizar a comunicação com a CPU, inclusive
interpretando suas instruções ou sinais de controle para
acesso físico ao periférico;
c) servir de memória auxiliar para o trânsito das
informações entre os componentes (buffer de dados); e
d) realizar algum tipo de detecção e correção de erros
durante as transmissões.
Transmissão / recepção
de dados
Há duas maneiras básicas de se realizar
transmissão/recepção de dados entre os
periféricos/interfaces e CPU/MP, bem como entre os
dispositivos interconectados entre si, local ou
remotamente:
- Transmissão serial
- Transmissão paralela
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de dados
de dados
Na transmissão serial, o periférico é conectado ao
dispositivo controlador ou interface E/S por uma única
linha de transmissão de dados, de modo que a
transferência de dados é realizada um bit de cada vez,
embora o controlador possa ser conectado à CPU/MP
através do barramento com várias linhas.
Na transmissão paralela, um grupo de bits é
transmitido de cada vez, sendo cada um enviado por
uma linha separada de transmissão, sua utilização é
mais comum para transmissão interna do sistema de
computação e para ligação de alguns periféricos
(impressoras, por exemplo) a curta distância visto que
o custo da transmissão paralela é maior em face da
quantidade de linhas utilizadas.
A transmissão serial é mais lenta que a transmissão
paralela, visto que só envia um bit de cada vez, sendo
normalmente utilizado em periféricos de baixa
velocidade cuja característica é típica de transmissão
bit a bit. O teclado e o mouse são dispositivos que
realizam comunicação serial, assim como os modems.
Exercício – E/S
1 - qual a importância dos dispositivos ou periféricos de E/S
para os computadores?
2 - os diversos tipos de dispositivos ou periféricos que
podem ser conectados em um computador são
classificados em três categorias, quais são elas?
3 - Por que a comunicação entre o conjunto CPU/Memória
Principal e um periférico se dá de forma indireta?
4 - O que é o Interface de E/S?
5 - Um Interface ou Controlador de E/S é, em geral,
responsável por quais tarefas?
6 - quais são as duas maneiras básicas de se realizar
transmissão/recepção de dados entre os
periféricos/interfaces e CPU/MP?
7 - Como se dá a transmissão serial?
8 - Como se dá a transmissão paralela?
Bibliografia
GUIMARÃES, Ângelo M; LAGES, Newton A. C.; Introdução a Ciência da
Computação. LTC – Livros Técnicos e Científicos. Edição Atualizada.
MANZANO, M. I. N. G. & MANZANO, A. L. N.G. Estudo Dirigido de
Informática Básica. Érica, 7ª Edição, 2007.
Monteiro, Mário A. – Introdução à Organização de Computadores – 5ª
Edição – Editora LTC
Martins, Prof. Rodrigo – DVD’s – Informática para Concurso
http://www.guiadohardware.net/tutoriais/tecnologias-ram/ - acesso
em maio de 2008
http://www.guiadohardware.net/tutoriais/formatos-modulos-memoria/
- acesso em maio de 2008
http://www.infowester.com
Pesquisas na WEB
Notas de aula
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