Equipe 8 - Grupo 4 - Subtrópicos 1, 2 e 3

Equipe 8 - Grupo 4 - Subtrópicos 1, 2 e 3

1. 1-Dispositivos externos

   • as operações de E/S são realizadas por dispositivos externos;
   • os dispositivos externos se conectam ao módulo de E/S;
   • a conexão troca sinais de CONTROLE, ESTADO e DADOS;
   • os dispositivos conectados ao E/S se chamam de Periféricos;
   • os periféricos são classificados como: -LEGÍVEIS AO SER HUMANO: teclado, monitor, impressora; -LEGÍVEIS À MÁQUINA: sistema de disco magnético e fita, sensores; -COMUNICAÇÃO: terminais ou outros computadores.
   • os periféricos comunicam de tais formas: -SINAIS DE CONTROLE: realizar funções de (INPUT/READ), (OUTPUT/WRITE) e funções da máquina em si; -DADOS: bits a serem enviados ou recebidos do módulo de E/S; -SINAIS DE ESTADO: indicam estado do dispositivo, como indicar se está pronto para transferir dados. a LÓGICA DE CONTROLE controla como o dispositivo responde ao E/S; o TRANSDUTOR converte dados de elétrico para outras formas, normalmente com um buffer; buffers normalmente tem o tamanho de 8 a 16 bits
   • --TECLADO/MONITOR--
     • é o meio mais comum de interagir entre computador e usuário;
     • o teclado envia à máquina, o monitor envia ao usuário;
     • a unidade de troca básica é o caractere;
     • normalmente caracteres são códigos de 7 ou 8 bits;
     • o código mais utilizado é o International Reference Alphabet (IRA);
     • o IRA utiliza 7 bits para cada caractere, representando 128 caracteres;
     • existem dois tipos de caractere: -IMPRIMÍVEIS: alfabéticos, numéricos, especiais e assim por diante; -CONTROLE: têm a ver com o controle da impressão ou exibição de caracteres, ex.: Carriage Return. o teclado gera um sinal elétrico que é intepretado pelo transdutor no teclado e traduzido em bits para o código IRA; os caracteres são armazenado em código ira e novamente traduzidos na saída.
   • --UNIDADE DE DISCO--
     • pode trocar sinais de dados, controle e estado com um módulo de E/S;
     • pode controlar os mecanismos de leitura/escrita de disco;
     • em um disco de cabeça fixa, o transdutor converte padrões magnéticos na superfície do disco móvel em bits no buffer;
     • em um disco de cabeça móvel, ele também precisa mover o braço se mover.

2. 2-Módulos de E/S

   • -Função do Módulo
     • --Principais:
     • ---Controle e temporização; ---Comunicação com o processador; ---Comunicação com o dispositivo; ---Armazenamento temporário (buffering) de dados; ---Detecção de erro.
     • --O processador se comunica com dispositivos em padrões imprevisíveis dependendo da necessidade de E/S do programa
     • --Os recursos internos precisam ser compartilhados entre uma série de atividades incluindo E/S
     • --A função de E/S inclui um requisito de controle e temporização para coordenar o fluxo de tráfego entre os recursos internos e dispositivos
     • --Por exemplo essas etapas: ---1. O processador interroga o módulo de E/S para verificar o estado do dispositivo conectado; ---2. O módulo de E/S retorna o estado do dispositivo; ---3. Se o dispositivo estiver operacional e pronto para transmitir, o processador solicita a transferência de dados por meio de um comando ao módulo de E/S; ---4. O módulo de E/S obtém uma unidade de dados (por exemplo, 8 ou 16 bits) do dispositivo externo; ---5. Os dados são transferidos do módulo de E/S ao processador.
     • --Caso se empregue um barramento, cada interação entre o processador e o módulo de E/S envolve uma ou mais arbitragens de barramento
     • --Cenário simplificado que ilustra que o módulo de E/S precisa se comunicar com o processador e o dispositívo externo: ---Decodificação de comando: ----O módulo de E/S aceita comandos do processador, normalmente com sinais de barramento de controle. ---Dados: ----Os dados são trocados entre o processador e o módulo de E/S pelo barramento de dados. ---Informação de estado: ----É importante conhecer o estado do módulo de E/S pois os periféricos são lentos. ---Reconhecimento de endereço: ----O módulo precisa reconhecer um endereço exclusivo para cada periférico que controla.
     • --O módulo de E/S também deve poder realizar comunicação com o dispositivo
     • --O módulo de E/S precisa fazer buffering de dados --O módulo de E/S é responsável pela detecção de erro
   • -Estrutura do módulo
     • --O módulo se conecta ao restante do computador por meio de um conjunto de linhas de sinal
     • --A lógica dentro do módulo interage com o processador por meio de um conjunto de linhas de controle
     • --O processador usa as linhas de controle para emitir comandos ao módulo de E/S
     • --Algumas das linhas de controle podem ser usadas pelo módulo de E/S
     • --O módulo também precisa ser capaz de reconhecer e gerar endereços associados aos dispositivos que ele controla
     • --Cada módulo de E/S tem um endereço exclusivo ou um conjunto de endereços exclusivos
     • --O módulo de E/S contém lógica específica à interface com cada dispositivo que ele controla
     • --O módulo de E/S simplifica dispositivos para o processador ver ---Esse tipo de módulo é geralmente conhecido como "canal de E/S" ou "processador de E/S".
     • --Módulos muito primitivos e que requerem controle são geralmente conhecidos como "controlador de E/S" ou "controlador de dispositivo" ---Normalmente usados em microcomputadores, enquanto os canais de E/S em mainframes.

3. 3-E/S programada

   • -E/S programada
     • --Há 3 técnicas para operações de E/S: ---E/S programada. ----os dados são trocados entre o processador e o módulo.
     • ---E/S controlada por interrupções. ----o processador emite um comando de E/S, continua a executar outras instruções e é interrompido pelo módulo quando o último tiver completado seu trabalho.
     • ---E/S programada e por interrupção. ----o processador é responsável por obter dados da memória principal para saída, e por amarzenar dados na memória principal para entrada.
   • Visão Geral:
     • -E/S programada --quando o processador está ocupado com uma instrução com relação à E/S, ele executa a instrução emitindo um comando ao módulo.
     • --com a E/S programada, o módulo de E/S realiza a ação exigida e depois definirá os bits apropriados no registrador de estado de E/S.
     • --o módulo não interrompe o processador, então o processador verifica periodicamente o estado do módulo até a operação terminar.
   • Comandos de E/S:
     • -para executar uma instrução relacionada a E/S, o processador emite um endereço, especifi cando o módulo de E/S e dispositivo externo em particular, e um comando de E/S
     • -existem quatro tipos de comandos de E/S que um módulo de E/S pode receber quando é endereçado por um processador: --Controle: ---usado para ativar um periférico e dizer-lhe o que fazer. Por exemplo, uma unidade de fi ta magnética pode ser instruída a rebobinar ou mover um registrador para frente.
     • --Teste: ---usado para testar diversas condições de estado associadas a um módulo de E/S e seus periféricos.
     • --Leitura: ---faz com que o módulo de E/S obtenha um item de dados do periférico e o coloque em um buffer interno.
     • --Escrita: ---faz com que o módulo de E/S apanhe um item de dado (byte ou palavra) do barramento de dados e depois transmita esse item de dado ao periférico.
   • Instruções de E/S:
     • -existe uma correspondência próxima entre as instruções relacionadas à E/S que o processador busca na memória e os comandos de E/S que o processador emite a um módulo de E/S
     • -normalmente, haverá muitos dispositivos de E/S conectados por meio dos módulos de E/S ao sistema -cada dispositivo recebe um identifi cador ou endereço exclusivo
     • -quando o processador emite um comando de E/S, o comando contém o endereço do dispositivo desejado -cada módulo de E/S precisa interpretar as linhas de endereço para determinar se o comando é para ele mesmo
     • -quando o processador, a memória principal e a E/S compartilham um barramento comum, dois modos de endereçamento são possíveis:
     • --E/S mapeada na memória: ---existe um único espaço de endereço para locais de memória e dispositivos de E/S.
     • --E/S independente: ---uma única linha de leitura e uma única linha de escrita são necessárias no barramento.