Disciplina Arquitetura de Computadores. Curso Engenharia de Computação.

1. Arquitetura de
Computadores –
Entrada e Saída
Prof.ª Ms. Elaine Cecília Gatto
Disciplina: Arquitetura de Computadores
Curso: Engenharia de Computação
Semestre/Ano: 1/2012 1

2. Introdução
• Comunicação Homem  Máquina: a máquina deve
entender as entradas de dados e o homem deve entender os
resultados de um processamento.
• Dispositivos de entrada e saída ou Periféricos (tem esse nome
pois ficam fora do núcleo principal – processador/memória
principal – ficando na maior parte das vezes próximos – na
periferia do processsador);
• Exemplos: monitor, teclado, mouse, caixas de som, webcam,
scanner, impressora, televisão, sensores, radares, sonares,
termostatos, celular, tablet, etc. (todo o equipamento que
conseguir se comunicar com o sistema computacional)
2

3. Introdução
• Funcionamento de um substistema de entrada/saída:
• Duas funções básicas:
• Receber/enviar informações ao meio exterior;
• Converter as informações em uma forma inteligivel para a
máquina ou usuário;
• Os dispositivos tem taxa de transmissão de dados diferentes.
Exemplo: Teclado 0,01 KB/s, Scanner 400 KB/s;
• As atividades de E/S são assíncronas (não estão em sincronia com
o clock do processador), entretanto há regras que devem ser
seguidas entre os dispositivos e os barramentos;
• O sistema deve implementar mecanismos para detecção e
correção de erros (isto porque pode haver interferência, ruídos e 3
distorções na transmissão do sinal);

4. Interfaces de E/S
• Diferenças entre os dipositivos de E/S:
• Velocidade;
• Formato dos dados. Exemplo: teclado enviam os bits um a um;
O vídeo e a impressora recebem as informações, do
processador, byte a byte; Discos de armazenamento trocam
grandes blocos de bits para otimizar a transferência.
• Quantidade de sinais;
• Não há comunicação direta entre os dipositivos de E/S e o
processador, devido, principalmente, às diferentes características
dos mesmos;
• Interfaces de E/S: dispositivos que fazem a tradução, a
compatibilização e o controle das características de um
4
dispositivo de E/S para a memória/processador/barramento;

5. Interfaces de E/S
Dispositivo Taxa de Transmissão Característica
em KB/s
Teclado 0,01 Um bit de cada vez
Mouse 0,02 Um bit de cada vez
Impressora Matricial 1 Um ou mais bits de cada vez
Modem 2a8 Grupos de bits
Disquete 100 Grupo com poucos bits
Impressora a Laser 200 Um ou mais bits de cada vez
Scanner 400 Um ou mais bits de cada vez
CR-ROM 1000 Grupos de bits
Rede Local 500 a 600 Grupos de bits
Vídeo Gráfico 60000 Grupos de bits 5
Disco Rígido 2000 a 10000 Grupo com muitos bits

6. Interfaces de E/S
• Também chamada de:
• Controlador;
• i/o module;
• Módulo de e/s;
• Processador de periférico/
• Canal;
• Adaptador;
• Etc.
• OBJETIVO: compatibilizar as diferentes características de um
periférico com as do barramento onde são conectados e
controlar a operação do respectivo dispositivo. 6

7. Fluxo de Informações
7

8. Fluxo de Informações
PRIMEIRA PARTE DO MÓDULO DE E/S:
Constituída pelos registradores que fazem a interação básica entre a interface e sua
conexão com o barramento do sistema.
8

9. Fluxo de Informações
Registrador de dados: ligado ao barramento de dados do sistema;
Registrador de endereços: ligado ao barramento de endereços do sistema;
Registrador de controle: armazena os sinais de controle trocados entre o barramento
e o módulo de E/S durante uma operação;
9

10. Fluxo de Informações
SEGUNDA PARTE DO MÓDULO DE E/S:
Consiste no espaço de armazenamento dos dados que vão circular durante a operação
de E/S. O módulo age como um amortecedor ou acelarador das diferentes
velocidades entre o dipositivo e o barramento.
10

11. Fluxo de Informações
TERCEIRA PARTE DO MÓDULO DE E/S:
Lógica de funcionamento do do módulo, permitido sua interação com os dispositivos
e barramentos. A lógica contém métodos para detecção de erros e outros processos.
A complexidade varia conforme a finalidade e natureza do dispositivo.
11

12. Fluxo de Informações
TERCEIRA PARTE DO MÓDULO DE E/S:
Algumas interfaces se conectam a apenas um dispositivo, enquanto outras a várias!
Exemplo: IDE permite conexão a duas unidades de disco. SCSI pode controlar até 8
dispositivos periféricos.
12

13. Fluxo de Informações
Linhas de comunicação
Entre o módulo e o dispositivo. Módulo  dispositivo: informação do estado,
solicitação de leitura/escrita. Dipositivo  módulo: estado pronto ou ocupado.
13

14. Fluxo de Informações
Linhas de conexão
Entre o barramento e o módulo
14

15. Fluxo de Informações
• Para executar as suas funções, o módulo de E/S executa múltiplas
tarefas:
• COMPATIBILIZAÇÃO DO FLUXO:
• Controlar e sincronizar o fluxo de dados entre o barramento e
o periférico;
• Servir de memória auxiliar para o trânsito das informações
entre os componentes;
• CONTROLE:
• Realizar a comunicação com o processador – interpretando
suas instruções/sinais de controle para acesso físico ao
periférico;
• Realizar algum tipo de detecção e correção de erros durante 15
as transmissões;

16. Fluxo de Informações
• O módulo de E/S se comunica com o processador via
barramento;
• O módulo de E/S se comunica com o periférico através de várias
ações previamente programadas;
• EXEMPLO: Imprimindo um caracter
• Antes de enviar um caracter, o processador deve interrogar o
módulo para verificar seu estado, que está armazenado em
um registrador denominado registrador de estado. Exemplo
de interrogações: A impressora está ociosa? A impressora está
ocupada? Etc.
• O registrador de estado armazena o estado do dispositivo em
16
bits. Exemplo: 0 para ocioso, 1 para ocupado.

17. Fluxo de Informações
• O caracter é enviado, pelo processador, apenas se a
impressora estiver no estado ocioso. O caracter é então
armazenado no registrador de dados.
• O registrador de controle do módulo de E/S recebe também,
neste momento, o tipo de operação que se deseja executar.
No caso da impressora a operação é “enviar o caracter que
está armazenado no registrador de dados para a impressora”.
• Os registradores internos do módulo de E/S são acessados
pelo processador, através da porta de E/S, que estão
localizados na placa mãe.
• A sequência de execução da comunicação entre a impressora e o
processador na verdade é denominada de PROTOCOLO DE
COMUNICAÇÃO. 17

18. Tipos de Transmissão
• Três categorias:
• Comunicação máquina – ser humano: transmitem e recebem
informações inteligiveis para o ser humano, sendo adequados ao
estabelecimento de comunicação com o usuário. Exemplo:
impressoras, vídeos, teclados, etc.
• Comunicação máquina – máquina: transmitem e recebem
informações inteligiveis para a máquina, sendo adequados para a
comunicação máquina a máquina (ou internamente a uma máquina.
Exemplo: discos magnéticos, sensores, etc.
• Comunicação remota: transmitem e recebem de e para outros
dispositivos remotamente instalados. Exemplo: modens, 18
regeneradores digitais em redes de comunicação de dados, etc.

19. Tipos de Transmissão
• Dois tipos
• SERIAL: a informação é recebida e trasmitida bit a bit, um
em seguida ao outro;
• PARALELA: a informação é recebida e transmitida em
grupos de bits – um grupo de bits é transmitido
simultaneamente de cada vez.
19

20. Transmissão Serial
• O dispositivo é conectado ao módulo por uma única linha de
transmissão;
• O módulo pode ser conectado ao processador/memória
principal através de barramento com várias linhas;
• Antigamente transmissão serial era mais lenta que a paralela.
Hoje o quadro é o inverso.
• Transmissor e receptor devem estar sincronizados bit a bit;
• Os bits são transmitidos, pelo transmissor, sempre na mesma
velocidade;
• Isso faz com que todos os bits tenham a mesma duração no
tempo;
• Exemplo: se o transmissor funciona a 1.000 bits por segundo
(bps), então cada bit dura 1 milissegundo (ms) 20

21. Transmissão Serial
• Transmissor e receptor devem trabalhar na mesma velocidade;
• O receptor deve saber quando um bit começa;
• O receptor deve saber a duração do bit;
• Exemplo:
• A cada 1ms o transmissor envia um bit;
• Isso significa que a cada 1ms o receptor deve “descobrir” o nível
de tensão que está na linha de comunicação.
• Nível de tensão baixo = 0 bit;
• Nível de tensão alto = 1 bit; 21
• Processo eficaz para identificação do bit mas não da informação.

22. Transmissão Serial
• É preciso definir quando a informação, um caractere, por
exemplo, começa e termina, isto é, onde começa e termina o
grupo de bits que compõe aquele caracter.
• Para aumentar a confiabilidade do processo, o receptor tenta
descobrir qual o bit que está sendo transmitido no instante
em que o bit está na metade de sua duração, evitando
possíveis erros.
• Cada caracter é representado por um grupo de bits, que em
geral tem 1 byte.
• O receptor deve conseguir identificar essa informação e não
apenas receber bit a bit.
22

23. Transmissão Serial
23

24. Transmissão Serial Assíncrona
• Método antigo, simples, barato;
• Consiste em um processo de sincronização do receptor a cada
novo caracter transmitido;
• Dois pulsos são adicionados antes do inicio da transmissão de
cada caractere:
• START: duração de 1 bit e tensão igual ao do bit 0. O bit é
inserido antes do primeiro bit do caracter;
• STOP: duração variável (entre 1 e 2 bits) e tensão igual ao do
bit 1;
• Exemplo: transferência da letra R no código ASCII que contém
8 bits (1 byte)
24

25. Transmissão Serial Assíncrona
25

26. Transmissão Serial Assíncrona
26

27. Transmissão Serial Assíncrona
27

28. Transmissão Serial Assíncrona
Quando nada está sendo transmitido, o transmissor envia
continuamente bits 1 pela linha de transmissão, que é o nível
alto de tensão.
28

29. Transmissão Serial Assíncrona
Quando um caracter é enviado, o receptor detecta a queda no
nível de tensão (de 1 vai para 0) entrando em sincronismo e
recebendo os demais bits do caracter até o STOP.
29

30. Transmissão Serial Assíncrona
Quando o nível de tensão vai de 0 para 1 novamente no STOP,
ele sabe que todos os caracteres que já foram transmitidos. Um
circuito contador (que conta e conhece a quantidade de bits do
caracter) também faz parte da implementação da transmissão
assíncrona.
30

31. Transmissão Serial Assíncrona
• UART:
• Universal asynchronous receiver/transmitter ou
transmissor/receptor universal assíncrono.
• É um dispositivo presente nos dois lados da linha de
transmissão;
• É um dispositivo presente em praticamente todos os
módulos de E/S;
• É um dispositivo usado para compor e decompor o caracter
em bits;
• É reponsável por incluir e retirar os bits de START e STOP na
transmissão;
• É na verdade uma pastilha, um chip, que integra
transistores em larga escala para desempenhar sua função; 31

32. Transmissão Serial Assíncrona
32

33. Transmissão Serial Assíncrona
33
DIAGRAMA EM BLOCO DE UMA UART

34. Transmissão Serial Assíncrona
Recebe os n bits do caractere e os envia para o registrador de transmissão.
34
DIAGRAMA EM BLOCO DE UMA UART

35. Transmissão Serial Assíncrona
Desloca os bits do caractere um a um para a linha de saída, sendo realizado a cada
pulso de relógio da UART;
35
DIAGRAMA EM BLOCO DE UMA UART

36. Transmissão Serial Assíncrona
O caracter é recebido bit a bit no registrador de recepção, que efetua o deslocamento
de cada bit até completar todo o caracter, encaminhando para o buffer de saida.
36
DIAGRAMA EM BLOCO DE UMA UART

37. Transmissão Serial Assíncrona
Permite que a UART funcione conforme a escolha do usuário, como, por exemplo
opção de paridade, opção de 1 ou 2 bits para o STOP, etc.
37
DIAGRAMA EM BLOCO DE UMA UART

38. Transmissão Serial Assíncrona
Armazena o estado, indicando algumas ocorrências durante o funcionamento da
UART: erro de paridade, de sincronização, dados disponíveis, etc.
38
DIAGRAMA EM BLOCO DE UMA UART

39. Transmissão Serial Assíncrona
Divide a frequencia de transmissão para permitir o deslocamento de cada bit dos
registradores
39
DIAGRAMA EM BLOCO DE UMA UART

40. Transmissão Serial Assíncrona
• Unidade de medida utilizada na transmissão BAUDS;
• BAUDS: é a taxa de transmissão, é a quantidade de símbolos
transmitidos por segundo;
• Pode variar entre 110 a 38.400 bauds;
• Taxas comuns: 110, 150, 300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600,
19200 e 38400 bauds;
40

41. Transmissão Serial Síncrona
• Técnica mais eficiente;
• São transmitidos de cada vez blocos de caracteres;
• Não há intervalo entre eles e também não há pulso
START/STOP;
• EXEMPLO: Qual a eficiência na transmissão de 100 caracteres
ASCII no modo assíncrono?
𝑞𝑢𝑎𝑛𝑡𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 𝑑𝑒 𝑖𝑛𝑓𝑜𝑟𝑚𝑎çã𝑜 7 𝑏𝑖𝑡𝑠 𝑥 100
𝑞𝑢𝑎𝑛𝑡𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑏𝑖𝑡𝑠 𝑑𝑒 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑚𝑖𝑠𝑠ã𝑜
= 7+1+1+1 𝑥 100
= 70%
7 = bits de informação
1 = bit start
1 = bit stop 41
1 = bit de paridade

42. Transmissão Serial Síncrona
• Todos os caracteres estão sendo considerados sem intervalo;
• A eficiência é a mesma para 1 ou N caracteres;
• A eficiência poderia ser menor caso ocorresse intervalo entre
os caracteres;
• Na trasmissão síncrona a eficiência, da mesma transmissão,
seria:
100 𝑐𝑎𝑟𝑎𝑐𝑡𝑒𝑟𝑒𝑠
𝐸= = 95%
105 𝑐𝑎𝑟𝑎𝑐𝑡𝑒𝑟𝑒𝑠
105 caracteres = 100 caracteres + cinco caracteres especiais para o controle e
formato do bloco; 42

43. Transmissão Serial Síncrona
• Esquema da transmissão síncrona:
• Não há intervalos entre os caracteres de um bloco;
• Um transmissor monta um bloco, usualmente com cerca de 128 a
256 caracteres;
• O bloco é transmitido bit a bit sem intervalo entre o primeiro e o
último bit;
• O receptor tem que funcionar na mesma frequencia do relógio
do transmissor;
• Duas formas de sincronização:
1. Incluir uma linha de transmissão separada por onde
circulam os pulsos de sincronização;
2. incluir pulsos de sincronização junto aos bits de informação 43
utilizando algum meio de codificação;

44. Transmissão Serial Síncrona
• Na transmissão serial síncrona também deve haver um modo de
identificar o inicio e o fim do bloco de bits;
• Um grupo de bits é incluído no inicio do bloco e outro no final,
identificando assim o inicio e fim;
• USART:
• Universal synchronous assynchronous receiver transmitter
• Transmissor/receptor universal síncrono e assíncrono
• Realiza todas as atividades da UART e mais:
• Formação do bloco de transmissão;
• Inclusão dos caracteres especiais de controle;
• Detecção de erros;
44

45. Transmissão Paralela
• Um grupo de bits é transmitido de cada vez, cada um sendo
enviado por uma linha de transmissão separada;
• Mais utilizado para transmissão interna no sistema (barramentos)
e periféricos de curta distância (impressoras);
• Custo da transmissão paralela é maior:
• usa uma linha de transmissão para cada bit;
• Quanto maior a distância, maior o comprimento da conexão;
• CENTRONICS:
• padrão muito utilizado para conexão de impressoras;
• Define um conjunto de sinais que fluem pelas linhas de
conexão
• Estabelece o formato e a quantidade de pontos que devem 45
existir no conector associado;

46. Transmissão Paralela
• SCSI
• Small computer system interface;
• Controla dispositivos com elevado volume e velocidade de
transmissão;
• Em transmissões paralelas não pode haver atrasos nos sinais que
estão sendo transmitidos pelas linhas de transmissão;
• Quando ocorrem atrasos, o receptor não consegue captar o bit (0 ou
1) que está sendo transmitido, gerando assim, erros na composição
final da informação;
• Os dados devem ser enviados e devem chegar juntos, no mesmo
instante de tempo, exatamente.
• Esse fator faz com que a transmissão paralela não seja tão rápida
quanto se imagina; 46

47. Transmissão Paralela
• Em uma transmissão paralela pode ocorrer de os bits de uma
transmissão não chegarem ao destino exatamente no mesmo
instante como deveriam;
• Isso ocorre devido a ligeiras diferenças nos cabos que constituem os
canais;
• Conforme a velocidade aumenta, esse problema torna-se mais
grave;
• Na transmissão serial esse problema não existe, o que é uma grande
vantagem;
• USB e FIREWIRE: padrões de trasmissão seriais altamente difundidas
atualmente.
47

48. Operações de E/S
• O processador tem que indicar o endereço correspondente ao
periférico desejado no momento de enviar/receber dados;
• Endereço da porta de E/S:
• É o endereço do periférico conectado ao sistema
computacional;
• O acesso do processador a um periférico é obtido através do
barramento do sistema e do módulo respectivo;
• A comunicação então ocorre por uma dos três métodos abaixo:
• Entrada/saída por programa;
• Entrada/saída com emprego de interrupção;
• DMA: acesso direto à memória;
48

49. Operações de E/S
• Entrada e Saída por programa
• O processador é utilizado intensamente para realização de
uma operação de E/S;
• O processador questiona, o tempo todo, se um
determinado dispositivo está pronto ou não;
• Enquanto o dispositivo estiver ocupado, o processador
continua questionando;
• Quando o dispositivo estiver pronto, o processador
comanda a operação de escrita ou leitura até o final.
49

50. Operações de E/S
• Entrada e Saída por programa
• Desvantagem:
• Desperdício de uso do
processador. Ele poderia estar
executando atividades mais
importantes que ficar
monitorando os dispositivos;
50

51. Operações de E/S
• Entrada e Saída com Emprego de Interrupção:
• O processador emite a instrução de E/S para o módulo;
• Se o processador não obtiver uma resposta imediata ele
desvia-se para realizar outra atividade, suspendendo a
execução do programa que necessita da E/S;
• Quando o módulo está finalmente pronto para a
comunicação, ela avisa o processador pelo sinal de
interrupção;
• Assim o módulo de E/S interrompe, de fato, o que o
processador está fazendo para ganhar a sua “atenção”;
• O processador retoma então a atividade suspensa
anteriormente; 51

52. Operações de E/S
• Entrada e Saída com Emprego de Interrupção:
• INTERRUPÇÃO:
• Consiste em uma série de procedimentos que suspendem
o funcionamento do processador, desviando sua atenção
para outra atividade;
• Quando esta outra atividade é concluída, o processador
retorna à execução anterior, do ponto onde foi
interrompido;
• Duas classes de interrupções:
• Internas ou de programas (traps ou exceptions): ocorrem
devido a algum tipo de evento gerado pela execução de
alguma instrução;
• Externas: sinal externo ao processador que o interrompe
(e/s) 52

53. Operações de E/S
• Entrada e Saída com Emprego de Interrupção:
• Ao se efetivar uma interrupção do processador:
• Qual o tipo de interrupção?
• De que se trata a interrupção?
• Qual dispositivo sinalizou?
• Como reagir?
• Dar atenção imediata?
• Deixar para depois?
• Ignorar?
• O que acontece com o programa interrompido?
• Quando ele voltará a ser executado? 53

54. Operações de E/S
• Entrada e Saída com Emprego de Interrupção:
• Ao se efetivar uma interrupção do processador o sinal de
interrupção faz um desvio na sequencia de execução do
programa corrente;
• Uma rotina de tratamento de execução é então iniciada;
• O processador termina a instrução corrente e salva o
contexto do programa corrente.
• Conexto:
• É o conjunto de dados e endereços do programa
corrente que deve ser salvo para retomada posterior.
Valores usados pelo programa armazenados em
registradores, endereço da próxima instrução a ser 54
executada que está no contador, etc.

55. Operações de E/S
• Entrada e Saída com Emprego de Interrupção:
• A operação de E/S a ser executada também precisará usar o
registrador e contador;
• Somente após salvar o contexto é que o contador recebe o
endereço inicial da rotina de tratamento de interrupção e sua
execução é iniciada;
• Desvantagem: continua gastando tempo para executar o
programa de E/S para fazer a transferência dos dados;
• Vantagem: melhorou o desempenho em relação à entrada e saída
por programa;
55

56. Operações de E/S
• Acesso direto à memória
• Melhor alternativa com o máximo de desempenho da CPU;
• Transfere os dados entre um módulo de E/S para a memória
principal;
• O processador apenas solicita a trasnferencia para o controlador de
acesso direto à memóri – DMA Controller;
• Quando o DMA Controller termina ele emite um sinal de interrupção
ao processador avisando que terminou;
56

57. Teclado
• Categoria máquina-usuário;
• Contém mecanismos que reconhecem os símbolos da lingua “dos
humanos”;
• O reconhecimento é feito pela interpretação do sinal elétrico de
cada tecla ao ser pressionada;
• Três categorias de teclado:
• Teclados apenas numéricos: calculadoras de bolso e de mesa;
• Teclados para sistemas dedicados: controle remoto de televisão,
aparelho de som, etc.
• Teclado comum para uso geral: todas as teclas alfanuméricas,
contem de 80 a 125 teclas;
• Uma tecla é uma chave que quando pressionada é ativa e estarta
uma ação (ou várias) que deverão ser executadas pelos circuitos de 57
controle do teclado;

58. Teclado
• Um teclado é composto por um circuito impresso e um
microprocessador;
• Três tecnologias de fabricação de teclas:
• Mecânicas
• Capacitivas
• Efeito-hall
• TECLAS CAPACITIVAS:
• Funciona na base da variação de capacitancia do acoplamento
entre duas placas metálicas;
• A variação ocorre quando uma tecla é pressionada;
• Tem baixo custo de fabricação;
• Tamanho pequeno;
58
• Não possui contatos mecânicos que oxidam com o tempo;

59. Teclado
• Funcionamento de um teclado:
• Detectar o pressionamento de uma tecla: um processador
faz a varredura para detectar o pressionamento de tecla.
São usados microprocessadores de 8 bits.
• Confirmação do pressionamento: o processador repete
várias vezes a varredura sobre a tecla referida para
confirmar seu pressionamento;
• Geração do código e identificação: um circuito codificador
de linhas e colunas gera um código binário de 8 bits
referente à tecla pressionada, identificando-a;
• O processador e o processador do teclado trocam sinais
(solicitação do uso do barramento) e o código de varredura 59
é enviado para a MP;

60. Teclado
• Na MP o código é interpretado por um programa de E/S, BIOS
(sistema básico de entrada e saída – basic input output system);
• O BIOS realiza detalhada verificação do código:
• Verifica se a tecla foi pressionada sozinha ou em conjunto
(apenas a letra A ou então CTRL+ALT+DEL);
• Verifica se uma tecla foi acionada anteriormente (caps lock,
num lock, scroll lock);
• Coloca o código ASCII correspondente na área de memória
apropriada;
• Assim o valor pode ser utilizado pela aplicação em que o
usuário estava trabalhando no momento em que pressionou a
tecla;
60

61. Teclado
• Vantagem:
• Configuração das teclas de atalho: cada desenvolvedor
pode definir qual será a tecla de atalho para as
funcionalidades do programa;
• Questões ergonômicas:
• O teclado, em seu funcionamento, quantidade e disposição
das teclas, mudou pouco ao longo dos anos;
• Entretanto, vem evoluindo na questão ergonomica e no
design do produto;
• Padrão: QWERTY que é o mesmo padrão das máquinas de
escrever (1860);
61

62. Monitor
• Monitor ou display: dispositivo que permite aos seres humanos
identificar uma informação. É um elemento de exibição de
informações;
• Os primeiros monitores na verdade eram painéis de luzes que
representam a forma binária do computador;
• Classificação dos vídeos quanto à tecnologia:
• VRC ou CRT: válvula de raios catódicos ou cathode-ray tube;
• DEL ou LED: diodos emissores de luz ou light emitting diodes;
• VLC ou LCD: vídeos de cristal líquido ou liquid-crystal display;
• VPE ou TDP: vídeos com painel estreito ou flat panel display
(plasma e eletroluminescentes);
62

63. Monitor
• Válvula de raios catódicos ou cathode-ray tube
• O elemento básico deste dispositivo é uma válvula eletrônica que é
constituída por:
• Catodo (negativo) ou canhão de elétrons;
• Anodo (positivo) ou tela frontal coberta por fósforo;
• Par de bobinas que deflexionam o feixe horizontal e verticalmente;
• Funcionamento básico:
• Canhão de elétrons emite um feixe concentrado de elétrons;
• O feixe caminha para a tela frontal;
• O fósforo torna-se iluminado;
• No local aparece um ponto brilhante e pequeno;
• O ponto brilhante pode ser produzido em qualquer ponto da tela
pois, no caminho para a tela frontal, o feixe de elétrons sofre
deflexão (desvio dos raios luminosos); 63

64. Monitor
• Varreduras: formam a imagem na tela;
• Varredura horizontal:
• Nos vídeos usados para computadores, o feixe de elétrons
tem somente duas opções em cada local que são ligado
(ponto brilhante) ou desligado;
• Na varredura horizontal o feixe de elétrons vai da
extremidade esquerda da tela para a direita, quando é
desligado e retorna à extremidade esquerda, entretanto uma
linha abaixo;
• O feixe de elétrons caminha várias vezes da esquerda para a
direita;
• Frequencia horizontal: quantidade de vezes por segundo que
o feixe de elétrons percorre a tela; 64

65. Monitor
• Varredura vertical:
• O feixe de elétrons vai da extremidade superior até a
extremidade inferior da tela. Ao alcançar o fim, é desligada e
volta à extremidade superior;
• O feixe caminha uma única vez da parte superior para a parte
inferior, enquanto o feixe da varredura horizontal aminha
várias vezes;
• Frequencia vertical: quantidade de vezes por segundo que o
feixe de elétrons percorre a tela;
• Moldura ou Quadro: são os pontos brilhantes gerados e
obtidos em uma varredura vertical;
65

66. Monitor
Característica Sistema 1 Sistema 2 Sistema 3 Sistema 4
Frequencia Horizontal 15.750Hz 15.625 Hz 31,5 KHz 48 KHz
Frequencia Vertical 60 Hz 50 Hz 65 Hz 72 Hz
Número de linhas 262,5 312,5 480 666
Número de campos por 60 50 65 72
segundo
60 Hz = 60 varreduras verticais por segundo
50 Hz = 50 varreduras verticais por segundo
15.625 Hz / 50 Hz = 312,5 linhas
15.750 Hz / 60 Hz = 262,5 linhas
66

67. Monitor
• REESCRITA DE TELA ou REFRESHING:
• O feixe de elétrons deve passar periodicamente pelos pontos pois a
tela não mantém permanentemente a luminosidade em um local;
• Memória associada ao sistema de vídeo:
• É aquela que armazena os bits que constituem as informações sobre
os símbolos que podemos mostrar na tela de um vídeo;
• Fica no próprio vídeo, na memória principal ou no módulo de E/S
(placa de vídeo);
• Módulo de E/S:
• Gerenciam a comunicação entre o processador, a memória
principal e o vídeo;
• Gera os sinais de varredura;
• Envia as informações de acende/apaga do feixe de elétrons; 67
• Etc.

68. Monitor
• Duas modalidades de representação de símbolos em uma tela
de vídeo:
• Textual ou símbolo a símbolo:
• Gráfica ou bit a bit
68

69. Monitor
• Textual ou símbolo a símbolo:
• A tela é dividida em linhas e colunas formando uma matriz de
localização;
• Matriz mais comum: 24 linhas por 80 colunas representando 1920
símbolos;
• Caracteres são armazenados na memória de vídeo como um
conjunto de 2 bytes
• Um byte indica o código de armazenamento;
• Outro byte indica os atributos de apresentação do caracter na tela;
• Cada símbolo é construído na tela por uma matriz de pontos em
geral tendo tamanho de 5 linhas por 7 colunas.
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70. Monitor
• Gráfica ou bit a bit
• Necessário varreduras mais rápidas para melhorar o desempenho
do sistema de vídeo;
• A tela é uma única e grande matriz de pontos;
• Os pontos podem estar ligados (brilhante) ou desligados (escuros);
• Cada ponto/elemento também é chamados de pixels (picture
element);
• Vídeos monocromáticos: 1 pixel = 1 bit;
• Vídeos coloridos: 1 pixel = mais de um 1 bit;
• Cada pixel possui um endereço individual para ser apresentado na
tela;
• Vídeos no modo gráfico permitem, em uma mesma tela, utilizar
70
diferentes tamanhos e formas de caracteres;

71. Monitor
• Gráfica ou bit a bit
• Problemas de desempenho:
• Capacidade de memória:
• Há necessidade de se armazenar mais pontos, consequentemente
mais bits e bytes para representar o símbolos;
• Há necessidade de armazenar várias telas;
• Vídeo colorido requer de um até 3 bytes de informação para cada
pixel;
• Desempenho do sistema de vídeo:
• Cada informação é movimentada da memória de vídeo para a tela
em grandes quantidades de bits;
• Requer elevada velocidade de processamento;
• Atualmente placas de video possuem seus próprios processadores e
memórias para reduzir o trabalho da CPU e acelerar o processamento
das telas; (dai o nome de placas aceleradoras de vídeo) 71

72. Monitor
• Um conjunto de quadros por segundo produz uma imagem ou
mantém a que está sendo apresentada. Duas são as formas de se
obter a imagem:
• Modo Entrelaçado:
• Técnica pela qual o feixe eletrônico varre a tela produzindo
metade das linhas que constituem um quadro. Na primeira
varredura são produzidas as linhas ímpares e na segunda
varredura as linhas pares. Vantagem: reduz o custo dos
circuitos eletrônicos. Desvantagem: cintilação (quando o olho
humano enxerga a varredura)
• Modo Não-Entrelaçado:
• Técnica usada para evitar a cintilação e produzir imagens mais
perfeitas. Cada quadro é montado em apenas uma varredura
vertical. Desvatagem: custo maior devido às altas frequencias 72
que devem ser usadas.

73. Monitor
• Resolução:
• É medida pela quantidade de pixels que pode ser apresentada
em uma tela;
• 320 x 200 = 64.000 pixels  320 pixels em cada linha
(horizontal) por 200 pixels em cada coluna (vertical);
• Normalmente a quantidade de pixels mostrados
horizontalmente é maior que a vertical;
• Dot pitch:
• Distância existente entre dois pixels adjacentes ou a
distância entre dois pontos coloridos de uma tríade,
medida em milimetros. Vídeos atuais tem dot pitch entre
0,24mm e 0,40mm. Quanto mais baixo o valor do dot pitch
e mais alta a resolução melhor a imagem (mais nítida e
definida); 73

74. Monitor
• Resolução:
• VGA: Video Graphics Array. 1987, PS/2 da IBM; 640 x 480 pixels
(entre outras), 16 cores, F. V. 70 Hz, F. H. 31,5 KHz;
• SVGA: Super Video Graphics Array. 1989, 800 x 600 pixels, 16
cores, F. V. 56 e 72 Hz, F. H. 31,5 e 48,0 KHz;
• 8514A: 1987, IBM, 640 x 480, 1024 x 768, 1280 a 1024, 16 a 256
cores;
74