Este documento fornece informações sobre um curso de Princípios de Sistemas de Informação ministrado na UNIP no primeiro semestre de 2011, incluindo detalhes sobre o representante da turma, como a comunicação ocorrerá e o material do curso será fornecido.
1. Princípios de Sistemas de
Informação
Curso: TI - UNIP
Disciplina: Princípios de Sistemas de Informação
Professor: Shie Yoen Fang
1° semestre 2011
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2. Informações de Produtividade
• Representante da turma – e-mail, telefone e celular. Todos os alunos da
classe devem ter essas informações.
• Toda comunicação com os professores e a turma ocorrerá através do
representante da turma.
• O coordenador dos cursos de TI estará conversando com vocês para
passar a dinâmica do curso, formas de avaliação, etc.
• Todo o material do curso de Princípios de Sistemas de Informação será em
PowerPoint e será entregue em arquivo digital para o representante da
turma para que este repasse para a turma. Na medida do possível estarei
entregando este material com antecedência para que vocês possam
imprimir e fazer as anotações da aula nas cópias.
• Peço a todos que peguem pelo menos três contatos da turma de tal forma
que caso você tenha que ausentar, alguém passe e pegue o material
entregue para você depois.
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3. Como o ser humano aprende
Modelo de desenvolvimento humano adotado
pela maioria das universidades TOP dos Estados
Unidos.
1. Através dos professores (1/3)
2. Auto aprendizado (1/3)
3. Com colegas (1/3)
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4. Conceito de Competência
A competência desenvolvida por uma pessoa é função de 3 componentes
(CHA):
Conhecimento – É o conhecimento que possui sobre um determinado
assunto/atividade. Ter informações, estar bem informado.
Habilidade – É a prática sobre um determinado assunto. Expertise.
Experimentações. Aprender com os erros passados. Faculdade (Estudo de
Casos). A maioria das questões do ENADE são de estudo de caso onde se
espera uma capacidade de análise e desenvolvimento de uma solução.
Atitude – É a postura, disposição que uma pessoa tem em relação a uma
atividade.
A grande maioria das empresas grandes e principalmente as multinacionais
possuem processos de avaliação de desempenho 180º ou 360º baseado
nesses três pilares.
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6. Bit
Em inglês BInary digiT.
O bit é a menor unidade de informação nos
sistemas computacionais.
O bit possui dois estados (não magnetizado ou
magnetizado) e é representado simbolicamente
pelos números 0 (zero) e 1 (um).
Um bom exemplo é a lâmpada. Quando a lâmpada
está apagada dizemos que tem o valor 0 e quando
está ligado dizemos que tem o valor 1.
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7. Notação Binária
A numeração decimal utiliza os números 0 a 9
enquanto que a numeração binária utiliza somente
os números 0 e 1.
Decimal Binária
0 0
1 1
2 10
3 11
4 100
Passar exercício 1.
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9. Sistema Binário -
O sistema binário é a forma que os sistemas
computacionais conseguem processar e
armazenar.
Desta forma, como o computador manipula os
caracteres numéricos, alfanuméricos e especiais
em um mundo que só entende 0 (não
magnetizado) e 1 (magnetizado)?
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10. BYTE
É o nome dado para um número binário de 8
bits. É através do byte que é feita a
representação de um caractere!
Pergunta sobre o exercício 1:
a) Quantos valores ou ocorrências podem ser
representados com um número binário
constituído de 8 dígitos?
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11. Como estão armazenados os bits
Lembrando que 0 (zero) significa que na mídia (memória RAM, CD Rom, DVD,
HardDisk, PenDrive, Blue Ray, etc) tem um ponto não magnetizado e 1 (um)
significa que o ponto na mídia está magnetizado. A agulha dos leitores desses
dispositivos conseguem ler/identificar esses “pontos”magnetizados/não
magnetizados .
12. Tabela ASC II
- A ANSI (American National Standards
Institute) criou, em 1963, a codificação ASCII
(American Standard Coded for Information
Interchange) com o intuito de que ela fosse o
padrão para a indústria de computadores. Foi
idealizada utilizando um número binário de 8
bits, dos quais sete eram utilizados para
representar caracteres (128 símbolos) e um
era utilizado com uma função especial
chamado de bit de paridade.
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14. Tabela ASC II
Byte (8 bits) Caracter Byte (8 bits) Caracter Byte (8 bits) Caracter
0100 0001 A 0110 0001 a 0011 0000 0
0100 0010 B 0110 0010 b 0011 0001 1
0100 0011 C 0110 0011 c 0011 0010 2
0100 0100 D 0110 0100 d 0011 0011 3
0100 0101 E 0110 0101 e 0011 0100 4
0100 0110 F 0110 0110 f 0011 0101 5
0100 0111 G 0110 0111 g 0011 0110 6
0100 1000 H 0110 1000 h 0011 0111 7
0100 1001 I 0110 1001 i 0011 1000 8
0101 1000 X 0111 1000 x 0011 1001 9
0101 1001 Y 0111 1001 y 0011 1010 :
0101 1010 Z 0111 1010 z 0011 1011 ;
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15. Exercício 2 de ASCII
• Suponha que você é um leitor de CDDVD e
está lendo um pedaço de dados que está
armazenado no harddisk, conforme
apresentado no exercício 2. Utilizando a
tabela ASCII e lembrando que cada byte
corresponde a um número de 8 bits com
valores 0 ou 1, transforme os dados
apresentados para os caracteres
correspondentes na tabela ASCII.
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18. Lei de Moore
• A lei de Moore diz que “A cada 18 a 24 meses é lançada
uma nova tecnologia que permite que os computadores
dupliquem o desempenho”
Se considerarmos 24
meses, a tecnologia
Intel se encaixa
perfeitamente nesta
lei.
19. Exercício 3
• Quantas fotos de alta definição (1 MB) podem
ser armazenados em 1 Terabyte?
• Quanto custa um HD (harddisk) com
capacidade de armazenamento de 1 TB?
• Quantos filmes de DVD podem ser
armazenados em um HD de TB?
• Quantos filmes em Full HD (Full High
Definition / Blu-ray) podem ser armazenados
em um HD de 1 TB?
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21. Evolução Tecnológica - USB
• USB 3.0 (ou SuperSpeed USB) chega ao mercado em um momento basicamente crítico em
relação a transmissão de dados. Isso porque a tecnologia 2.0, a qual possui uma taxa de
transferência de 480 Mbps (60 MB/s), já não está dando conta de transferir, por exemplo,
vídeos em alta definição. Por sua vez, a USB 3.0 promete solucionar tal problema, uma vez
que possuir taxa de transferência de dados de 4,8 Gbps (600 MB/s), ou seja, dez vezes mais
rápida que a tecnologia anterior!
• A USB 3.0 possui quatro fios a mais dentro do seu cabo (totalizando oito), os quais funcionam
de maneira independente para enviar e receber, ao mesmo tempo, dados para o
computador.
• Diferentemente de sua sucessora, a USB 2.0 possui somente quatro cabos, sendo somente
dois deles para a troca de informações, ou seja, a “falta” de cabos faz com que os dados
sejam enviados em somente uma direção, ou seja, eles saem do computador e somente
depois de chegar ao dispositivo USB os dados contidos nele são enviados para o computador.
• Os dispositivos com USB 3.0 funcionam com conexões USB 2.0.
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22. Unidade de taxas de transmissão
• A taxa de transmissão de um canal ou meio físico é a
quantidade de bits que esse meio consegue
transmitir por segundo. Esta taxa pode ser expressa
em bits por segundo - bps (bits per second) - ou
Kylobits, Megabits ou Gigabits por segundo (Bps,
Kbps, Mbps, Gbps, Tbps)
• Para conseguir transformar em bytes é preciso dividir
o número de bits por 8
• Mbps Megabits por segundo => + de 1 milhão de
bits por segundo
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23. Comparativo de portas de E/S
Com a tecnologia thunderbolt será possível copiar um DVD em 30 segundos. (Obs.:
Matematicamente deveria ser em 4 segundos para transferir 4,5 GB.)
Fonte: Apple.com
Passar artigo: Conheça mais detalhes sobre a tecnologia Thunderbolt (01/03/2011)
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24. Evolução dos computadores
• ENIAC
• EDVAC
• ORDVAC
• SEAC
• LEO I
• Very-Large-Scale-Integration (VLSI)
• GRID 1101
• 1981 Lançamento de PC (Personal Computer)
25. Evolução dos computadores
O ENIAC (Electrical Numerical Integrator and Computer)
foi o primeiro computador digital eletrônico em grande escala.
Criado em fevereiro de 1946 pelos cientistas norte-americanos
John Eckert e John Mauchly, da Electronic Control Company.
26. O EDVAC
EDVAC (Electronic Discrete Variable Automatic Computer) foi um
dos primeiros computadores eletrônicos. Diferentemente de seu
predecessor ENIAC, utilizava o sistema binário e possuía
arquitetura de von Neumann.
27. O ORDVAC
• O ORDVAC ou Ordnance Discrete Variable Automatic Computer, foi um
computador construído pela Universidade de Illinois para o Laboratório de
Pesquisa Balística em Aberdeen Proving Ground. Foi o primeiro computador a ter
um compilador. ORDVAC tornou-se operacional na primavera de 1951. Sua
finalidade era realizar cálculos de trajetória balística para os militares dos
Estados Unidos.
28. O SEAC
• SEAC (Standards Electronic/Eastern Automatic Computer) era um
eletrônico first-generation computador, construído dentro 1950 pelo
Departamento Nacional dos Padrões (NBS). Era um computador small-
scale projetado para ser construído rapidamente e posto em operação.
SEAC foi demonstrado em abril 1950 e em maio do mesmo ano entrou em
produção cheia, tornando-se o primeiro computador eletrônico a
funcionar com store-program .
29. Leo I
• Leo I (Lyons Eletronic Computer) é o primeiro computador comercial funcionou
sua primeira aplicação de negócio em 1951. Modelado próximo do Cambridge, era
o primeiro computador usado para aplicações de negócio comerciais.
30. Em 1955
• Em 1955, um computador pesava apenas 3 toneladas e consumia 50
kwatts de potencia, tendo um custo de US$ 200.000. Uma máquina destas
podia realizar 50 multiplicações por segundo. Assim, os primeiros
computadores eram também eles máquinas que só estavam ao alcance de
grandes empresas ou instituições que tinham necessidades de cálculo
muito exigentes e que possuíam as condições econômicas para tão grande
investimento.
31. Entre 1952 a 1960
• Com o rápido desenvolvimento dos transístores entre
1952 e 1960, os tubos de vácuo tornaram-se obsoletos
e foi este avanço tecnológico que permitiu a criação de
máquinas muito mais rápidas, mais pequenas e mais
baratas.
32. Miniaturização de circuitos
• A construção de circuitos cada vez mais pequenos possibilitou que os
circuitos pudessem ser mais leves e dispender menos energia, por terem
menos superfície para a dissipação de energia por calor. Esta miniaturização
permitiu que se tivesse a mesma capacidade de cálculo de um ENIAC na
palma de uma mão. A diminuição do tamanho fez também diminuir a
quantidade de energia necessária e o custo caiu com a produção em série
dos novos processadores.
33. Circuitos integrados
Very-Large-Scale-Integration (VLSI) é o processo de criação de
circuitos integrados, combinando milhares de transistores em um
único chip. VLSI começou nos anos 1970, quando complexas
tecnologias de semicondutores e de comunicação estavam sendo
desenvolvidos. O microprocessador é um dispositivo VLSI.
34. Em 1977
• Em 1977 uma calculadora manual pesava menos de meio quilo e
consumia meio watt e podia realizar 250 multiplicações por segundo,
custando US$ 300.
• Hoje uma calculadora pesa poucos gramas podendo ser incorporada em
réguas ou agendas, funciona até a energia solar e custa menos de US$ 5.
35. Grid 1101
• Compass Grid 1101 é considerado o primeiro notebook do mundo. Ele foi
desenvolvido pelo designer inglês Bill Moggridge em 1979 e vendido 3 anos
depois. Para uma concepção de informática de 32 anos atrás, você tem que
reconhecer que o desenho dele foi incrivelmente avançado para o seu tempo!
36. Em 1981
• Em 1981 a IBM lançou no mercado o PC (Personal Computer).
• O PC distinguia-se das máquinas existentes até então por estar dirigido a
utilizadores individuais que poderiam passar a ter na sua secretária uma máquina
para uso exclusivo, quando até aí esse conceito não existia... Os computadores
eram mainframe, centralizados, e os utilizadores tinham apenas um monitor e um
teclado sendo todo o processamento realizado no servidor.
• O PC tinha ainda outra característica que o tornou revolucionário que era o fato de
ter uma arquitetura aberta, ou seja, qualquer fabricante poderia criar peças
adaptáveis aquela máquina dando-lhe uma funcionalidade mais especializada, o
que até aí era sempre privilégio reservado para o fabricante do computador. Assim
o PC passou a ser o standard de fato na indústria.
37. Curiosidades
• Um Pentium a 3 GHz é capaz de realizar 6 bilhões de somas por segundo,
enquanto o ENIAC conseguia realizar apenas 5.000. A memória do ENIAC
apenas permitia guardar 200 bits, enquanto qualquer computador pessoal
tem pelo menos 1 GB, ou seja, 8.589.934.592 bits! O ENIAC custava em
torno de US$ 200.000 enquanto um micro com processador Pentium custa
menos de US$ 500. Em resumo, milhões de vezes mais potentes e
centenas de milhares de vezes mais baratos!
38. Tipos de Computadores
Critério baseado no porte (capacidade de processamento)
1) Supercomputadores
2) Grande porte (Mainframe)
3) Médio porte (Mini computadores)
Computador utilizado para servidores transacionais de alto volume
4) Micro computadores
– De mesa (desktop/tablet pc)
• Pessoal
• Servidores utilizado para automação de escritórios e comerciais
– Portáteis (notebook, netbook)
5) Dispositivos Móveis (Palmtops ou Handheld)
Fonte: Marçula capítulo 5
39. Unidade de medida de capacidade de processamento
FLOPS (ou flops) é acrônimo de computação que significa Floating point Operations
Per Second, que, em português, quer dizer operações de ponto flutuante por
segundo. Isto é usado para determinar o desempenho de um computador,
especificamente no campo de cálculos científicos, que fazem grande uso de
cálculos com ponto flutuante, similar a instruções por segundo.
Computador Desempenho
Nome flops
megaflop 106 1 milhão de operações por segundo
gigaflop 109 1 bilhão de operações por segundo
teraflop 1012 1 trilhão de operações por segundo
petaflop 1015 1 quatrilhão de operações por segundo
exaflop 1018 1 quinqualhão de operações por
segundo
zettaflop 1021
yottaflop 1024
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46. Quadro Tipos de Computadores
Maior supercomputador do mundo que foi
desenvolvido pela Universidade Nacional de
Supercomputadores Tianhe-1A processa 2,5 petaflops
Tecnologia de Defesa (NUDT, sigla em inglês)
da China, apresentado em outubro de 2010.
Dezenas de milhares de MIPS
A unidade MIPS não é comparável ao conceito
Grande Porte (Main-frame) (Milhões de Instruções por
de FLOPS (Operações por segundo).
Segundo)
Usa unidade de Pesquisas (Query)
por hora (QphH) ou Transações por
Estas unidades de medições são realizadas
Médio Porte (Mini-computadores) segundo (TPS) para comparativos
por institutos independentes.
de performance. Vai de 100 a
1.000 gigaflops.
1 a 20 gigaflops (bilhões de
Pessoal (Micro computadores)
operações por segundo)
Dispositivos Móveis Em torno de 1 gigaflops
• Ler artigo “Mainframe chega aos 45 anos”
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48. Plano de Aula
Componentes de um computador:
- CPU
- Memória
- Hardware
- Dispositivos de entrada e saída
- Periféricos
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49. Arquitetura von Neumann
No ENIAC, o programa era feito rearranjando a fiação em um
painel. Nesse ponto John von Neumann propôs a idéia que
transformou os calculadores eletrônicos em “cérebros eletrônicos”:
modelar a arquitetura do computador segundo o sistema nervoso
central. Para isso, eles teriam que ter três características:
1. Codificar as instruções de uma forma possível de ser
armazenada na memória do computador. Von Neumann
sugeriu que fossem usados uns e zeros.
2. Armazenar as instruções na memória, bem como toda e
qualquer informação necessária a execução da tarefa, e
3. Quando processar o programa, buscar as instruções
diretamente na memória, ao invés de lerem um novo cartão
perfurado a cada passo.
Fonte: Wikipédia (“computador”)
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51. Unidade de Controle (UC)
A unidade de controle (UC) coordena todas as atividades realizadas pelo CPU, fornecendo sinais de controle
que sincronizam e ordenam as micro operações realizadas pela UC.
A sincronização é necessária para que os outros componentes do sistema de computação funcionem de
maneira correta. A UC gera uma cadência de pulso elétricos de sincronização transmitidos aos demais
componentes do sistema, que utilizam esses pulsos para sincronizar a sua operação com a operação da UC.
Um pulso do relógio é a menor unidade de tempo que o processamento acontece, conhecido como ciclo do
relógio (clock). Algumas instruções gastam somente um ciclo para serem realizadas, enquanto outras levam
vários ciclos.
A velocidade de um computador é dada pelo seu relógio e é medida em Hz (hertz – ciclos por segundo) que
indica a frequência que os ciclos ocorrem. Os primeiros PCs possuíam relógios com velocidade de 4,7 MHz. Os
PCs modernos atingem velocidades de alguns GHz (bilhões de ciclos por segundo). Se todas as instruções
gastassem somente um ciclo poderíamos dizer que um computador com 4,7 GHz significa ter capacidade para
processar 4,7 bilhões de instruções por segundo, porém como apresentando acima, várias instruções precisam
de mais de um ciclo para serem executados.
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52. Unidade de Controle (UC)
A unidade de controle (UC) contém instruções gravadas no seu hardware, é o
chamado microcódigo, um conjunto de instruções básicas (códigos binários), que
indicam quais operações a CPU é capaz de realizar. Essas operações consistem em:
• Operações aritméticas (soma, subtração, multiplicação e divisão)
• Operações lógicas (AND, OR, XOR, etc.)
• Operações de movimentação de dados (memória=>CPU, registrador=> memória,
etc.)
• Operações de desvio (alteração da sequência normal de execução das instruções)
• Operações de entrada e saída (troca de dados com as memórias “de massa” ou
com os dispositivos de entrada/saída)
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53. Unidades Lógicas e Aritméticas (ULA)
• Quando a UC encontra uma instrução que envolve operações aritméticas ou lógicas, ela
passa o controle para a ULA que possui a capacidade de realizar esse tipo de operação.
Para fazer isso, a ULA possui circuitos eletrônicos complexos que lhe permitem realizar
um conjunto de operações simples. Quando tem que realizar operações mais
complexas, acontece a realização simultânea de várias dessas operações simples.
• Outra característica importante da ULA é que ela não armazena nenhum dado.
• Atualmente as CPUs possuem diversas ULAs, classificadas de acordo com a sua função
(operação com valores inteiros, operação com valores de ponto flutuante, etc.)
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54. Registradores
• Para auxiliar a UC e a ULA no processamento das instruções, como esses componentes não armazenam os
dados com que trabalham, a CPU possui internamente registradores, que são memórias mais rápidas
disponíveis para uso da CPU e são usados como locais de armazenamento temporário dos dados.
• A maioria das operações é realizada nos registradores. Por exemplo, quando a CPU necessita somar o
valor 1 ao que está armazenado em determinada posição da memória principal, ela copia o conteúdo
atual dessa posição de memória em um registrador. A ULA recebe esse valor do registrador e soma 1,
armazenando o resultado novamente no registrador. Daí, esse valor é copiado para a posição original da
memória principal.
• O tamanho em bits dos registradores de uma CPU determina a quantidade de dados que ela pode
processar ao mesmo tempo, o limite de valores que ela pode trabalhar e até a velocidade com que ela
consegue realizar as operações.
• A frase “processador (CPU) de 32 bits” ou “processador de 64 bits” indica que o tamanho dos
registradores do processador é de 32 ou 64 bits.
• Pedir para lerem o texto “Processadores de 32 bits x 64 bits”
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55. Memória Principal
• Para realizar o processamento, o computador necessita armazenar dados e instruções. Para isso, possui
internamente registradores, mas eles só podem armazenar poucos bytes e a CPU necessita de milhares,
ou mesmo milhões, de bytes de espaço para armazenar programas inteiros e os dados que estão sendo
manipulados por esses programas. Para isso, a CPU utiliza a memória principal, que é uma área de
armazenamento temporário. Fisicamente essa memória consiste de alguns chips ou uma pequena placa
de circuitos. A memória permite que a CPU armazene dados (operação de escrita) e recupere dados
(operação de leitura) muito rapidamente.
• A memória principal é formada por elementos de armazenamento de dados organizados na forma de uma
matriz, na qual cada posição tem um único endereço (representado por um número binário), referenciado
conforme a sua posição sequencial.
• Os endereços de memória são conhecidos pela UC e utilizados por ela para acessar os dados ou
instruções durante as atividades do processamento. Os dados e instruções não se movem fisicamente
para a memória, são sempre copiados.
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56. Barramentos dos dispositivos
Para interligar todos os dispositivos do computador
existe uma placa de suporte especial, a placa-mãe, que
através de barramentos, fios e soquetes conecta todos
os dispositivos. Sua função inclui também a conexão de
placas auxiliares que sub-controlam os periféricos de
entrada e saída, como a placa de som (conecta-se com
a caixa de som), a placa de vídeo (conecta-se com o
monitor), placa de rede (conecta-se com a LAN) e o fax-
modem (conecta-se com a linha telefônica).
Nota-se que o barramento entre os componentes não
constitui uma conexão ponto-a-ponto; ele pode
conectar logicamente diversos componentes utilizando
o mesmo conjunto de fios.
Vale observar que existem tipos específicos de
barramentos tais como de processador, memória ,
cache, entrada e saída, dados, etc.
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57. Barramento de E/S
O Barramento de Entrada e Saída (I/O ou E/S) é um conjunto de circuitos e linhas de comunicação que se ligam
ao resto do PC com a finalidade de possibilitar a expansão de periféricos e a instalação de novas placas no PC.
Permitem a conexão de dispositivos como:
Placa Gráfica
Rede
Placa de Som
Mouse
Teclado
Modem
São exemplos de Barramentos de Entrada e Saída:
AGP AMR USB 3.0
EISA FireWire Thunderbolt
IrDA ISA
MCA PCI
PCI Express Pipeline
SCSI VESA Local Bus
USB 2.0 PS/2
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