Entrada/Saída do computador

Entrada/Saída do computador

1. Terceiro elemento chave de um sistema de computação

2. Cada modulo se conecta ao barramento do sistema ou comutador central

3. Problemas de E/S:

   • Grandes variedades de periféricos
     • Entregando diferentes quantidades de dados
     • Em velocidade diferentes
     • Em formatos diferentes
   • Todas mais lentas que a CPU e RAM
   • Precisa de módulo de E/S

4. Módulo de E/S :

   • Interface com CPU e memória
   • Interface com um ou mais periféricos

5. Dispositivos externos

   • Legíveis ao ser humano
     • Monitor; Impressora; Teclado
   • Legíveis a máquina
     • Monitoração e controle
   • Comunicação
     • Modem
     • Placa de interface de rede

6. Função do módulo de E/S

   • Controle e temporalização
   • Comunicação com CPU
   • Comunicação com dispositivos
   • Buffering de dados
   • Detecção de erro

7. Etapas da E/S

   • CPU verifica estado do dispositivo do modulo de E/S
   • Módulo de E/S retorna o estado
   • Se tiver pronta, CPU solicita transferência de dados
   • Módulo de E/S recebe dados do dispositivo
   • Módulo de E/S transfere dados à CPU
   • Verificação para ,DMA etc

8. Seria -> Paralelo - > Serial

   • Antigamente com circuitos eletrônicos mais lento

9. Serial -> Paralelo -> Serial

   • Circuito eletrônico muito lento:
     • A solução para um barramento mais rápido era adicionar mais trilhas
       • Transmitir vários bits de cada vez. Migrou-se para Paralelo
   • Com o avanço da tecnologia, ficou dificil criar barramentos paralelos mais rapidos
     • Solução: Voltaram a produzir em serial
       • Menos trilhas = Menos ruídos = Alta frequência

10. PCIe:

    • Serial de alta velocidade
    • 1 a 32 linhas seriais independente
      • O dispositivos podem usar mais de uma linha simultaneamente basta que ele seja configurada para isso

11. USB:

    • Barramento serial
    • 4 conectores:
      • dois deles para transmissão de dados
      • dois deles para transmissão de eletricidades
    • 1.X :
      • em desuso
    • USB 2.0
      • taxa teórica :
        • 480 MB/s
      • Taxa prática:
        • ~35 MB/s
    • USB 3.0
      • 10x mais que o 2.0
      • conectoras azul
      • retrocompátivel com o 2.0
    • USB 3.1
      • projeto para substituir o 3.0, retrocompativel da 3.0 e 2.0
      • dois modos de transferencia:
        • USB 3.1 GEN 1:
          • 5 Gbit/s; usando a codificação 8b/10b o mesmo que o 3.0
            • 1 linha (1 canal )
        • USB 3.1 GEN 2:
          • 10 Gbit/s ; usando nova codificação 128b/132b
            • 1 linha (1 canal)
    • USB 3.2
      • Dobra as velocidades do USB 3.1
      • É retrocompatível com 3.0/3.1/2.0
      • quatro modos de transferencia:
        • USB 3.2 GEN 1x1:
          • 5 Gbit/s; usando 1 linha ; exatamente igual o USB 3.1 GEN 1
        • USB 3.2 GEN 1x2:
          • 10 Gbit/s; usando 2 linhas, 2 canais de 5 Gbit/s
        • USB 3.2 GEN 2x1:
          • 10 Gbit/s ; 1 linha; exatamente igual USB 3.1 GEN 2
        • USB 3.2 GEN 2x2:
          • 20 Gbit/s; 2 linhas ; 2 canais de 10 Gbit/s
    • USB type- C
      • Muito diferente do 3.0 e 2.0
      • Arredondado
      • Pequeno e reversível
      • 24 pinos em duas faces, permitido até 4 linhas de dados independentes

12. SATA

    • Barramento/interface de conexão para dispositivos de armazenamento de massa como HD's etc
    • Fundamento é serial usando cabos de apenas 7 pinos
    • os cabos podem ter até 1 m de comprimento e cada porta sata suporta um único dispositivo
    • Protocolo AHCI
    • SATA externo é : eSATA
    • Versões :
      • SATA 150 MB/s
      • SATA 300MB/s
      • SATA 600MB/s
    • Não é parecido com USB, apenas a ideia
    • Não transmite energia

13. NVM express

    • Protocolo criado a fim que dispositivos seja conectado diretamente ao barramento PCIe
    • Protocolo novo: NVMe
      • conectores: PCIe e M.2
    • Vantagem
      • permitir a paralelização tanto do HW quanto do SW em SSDs morderno
    • Resultados:
      • menos overhead, múltiplas filas de requisição de I/O e menor latência
    • M.2
      • é uma interface física que expõe os barramentos PCie 3.0, SATA 3.0. USB 3.0
        • Essa interface é flexivel o suficiente para permitir a integração de de módulos com diferentes funcionalidades

14. HDMI:

    • Formato propietário para transferencia de vídio/audio
    • Elétricamente compátivel com o DVI, o que permite adaptadores bem simples

15. DisplayPort

    • diferente do HDMI ele é royalty-free
    • tanto a transmissão de video e audio são opcionais nesse padrão
    • audio de até 8 canais
    • O displayPort dual-mode permite que um sinal displayPort seja convertido em DVI/HDMI
    • DisplayPort convertido para VGA é possível apenas com adaptadores ativos, a alimentação vem do próprio displayPort

16. THUNDERBOLT

    • uma interface de hardware que permite conexão de periféricos externos ao computador
    • desenvolvida pela apple e intel
    • as versões 1 e 2 usam o conector MDP, já o 3 passou a usar o USB-C
    • Caracteristicas
      • comprimento máximo dos cabos
        • 3 metros (cobre)
        • 60 metros (óptico)
      • até 6 dispositivos por conector
      • velocidade:
        • thunderbolt v1: 10Gb/s por canal
        • thunderbolt v2: 20Gb/s em canais agregados
        • thunderbolt v3: 40Gb/s incluindo o USB 3.1