O documento aborda os componentes de um computador, focando nas interfaces de entrada/saída (E/S) e suas funções, que incluem a comunicação entre dispositivos e o processador. Ele detalha como essas interfaces realizam a compatibilização de dados e controlam a operação dos periféricos, além de discutir os métodos de transmissão de dados, como serial e paralela. O texto também explica o funcionamento dos principais dispositivos de E/S, como teclados e monitores, e as operações de E/S, incluindo acesso direto à memória e métodos de interrupção.

1. Técnico em Informática
Organização de Computadores
Aula 8 – Componentes de um computador
Prof. Vitor Hugo Melo Araújo

2. INTERFACES DE E/S
O subsistema de E/S tem duas funções básicas:
• Receber/Enviar informações ao meio exterior
• Converter as informações em uma forma inteligível
para a máquina ou usuário.
Os dispositivos tem taxa de transmissão de dados
diferentes. Ex: Teclado 0,001 KB/s, Scanner 400KB/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.

3. INTERFACES DE E/S
Diferenças entre os dispositivos de E/S:
• Velocidade,
• Formato dos dados. Ex: teclado enviam os bits uma
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.

4. INTERFACES DE E/S
Não há comunicação direta entre os dispositivos de E/S e o
processador, devido, principalmente, às diferentes
características dos mesmos;
Interfaces de E/S são dispositivos que fazem a tradução, a
compatibilização e o controle das características de um
dispositivo de E/S para a memória/processador/barramento.

5. INTERFACES DE E/S

6. INTERFACES DE E/S
Objetivo: Compatibilizar as diferentes características de um
periférico com as do barramento onde são conectados e
controlar a operação do respectivo dispositivo.
As interfaces de E/S também são chamadas de:
• Controlador
• Modulo de E/S
• Processador de periféricos
• Canal
• Adaptador

7. FLUXO DE INFORMAÇÕES

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.

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

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
acelerador das diferentes velocidades entre o dispositivo e o
barramento.

11. FLUXO DE INFORMAÇÕES
Terceira parte do Módulo de E/S:
Lógica de funcionamento do módulo, permitindo 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.

12. FLUXO DE INFORMAÇÕES
Terceira parte do Módulo de E/S:
Algumas interfaces se conectam a apenas um dispositivo, enquanto
outras a várias.
Ex: IDE permite conexão a duas unidades de disco. SCSI pode controlar
até 8 dispositivos periféricos.

13. FLUXO DE INFORMAÇÕES
Linhas de comunicação
Entre o módulo e o dispositivo.
Módulo  Dispositivo: informação do estado, solicitação de
leitura/escrita.
Dispositivo  Módulo: estado pronto ou ocupado.

14. FLUXO DE INFORMAÇÕES
Linhas de conexão
Entre o barramento e o módulo.

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

16. FLUXO DE INFORMAÇÕES
 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 as transmissões
• 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

17. FLUXO DE INFORMAÇÕES
 Controle
• Exemplo: Imprimindo um caractere
Antes de enviar um caractere, 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 bits. Exemplo: 0 para
ocioso e 1 para ocupado.

18. FLUXO DE INFORMAÇÕES
 Controle
• Exemplo: Imprimindo um caracter
O caractere é enviado, pelo processador,
apenas se a impressora estiver no estado
ocioso. O caractere é então armazenado no
REGISTADOR 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
caractere que está armazenado no
registrador de dados para impressora”.

19. FLUXO DE INFORMAÇÕES
 Controle
• A sequência de execução da comunicação entre
a impressora e o processador na verdade é
denominada de PROTOCOLO DE COMUNICAÇÃO.

20. TIPOS DE TRASMISSÃO
 Dividida em três categorias:
• Comunicação máquina – ser humano:
Transmitem e recebem informações inteligíveis
para o ser humano, sendo adequados ao
estabelecimento de comunicação com o usuário.
Ex: Impressora, vídeos, teclados, etc.
• Comunicação máquina – máquina:
Transmitem e recebem informações inteligíveis
para a máquina, sendo adequados para a
comunicação máquina a máquina (ou
internamente a uma máquina). Ex: discos
magnéticos, sensores, etc.

21. TIPOS DE TRASMISSÃO
 Dividida em três categorias:
• Comunicação remota:
Transmitem e recebem de e para outros
dispositivos remotamente instalados.
Ex: modens, regeneradores digitais em redes de
comunicação de dados, etc.

22. TIPOS DE TRASMISSÃO
 Dividida em dois tipos:
• SERIAL
A informação é recebida e transmitida 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.

23. TRASMISSÃO 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 a 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, fazendo com que os bits
tenham a mesma duração no tempo

24. TRASMISSÃO SERIAL
• Transmissor e receptor devem trabalhar na mesma
velocidade.
• O receptor dever saber quando um bit começa e 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 e nível de tensão alto = 1 bit;

25. TRASMISSÃO 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
compões aquele caractere.
• 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.

26. TRASMISSÃO SERIAL

27. TRASMISSÃO PARALELA
• Um grupo de bits é transmitido de cada vez, cada
um sendo enviado por uma linha de transmissão
separada
• Mais utilizado para a 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

28. TRASMISSÃO PARALELA
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 existir no conector associado

29. TRASMISSÃO PARALELA
SCSI (Small Computer System Interface)
• Controla dispositivos com elevado volume e
velocidade de transmissão
• Em transmissão paralelas não pode haver atrasos
nos sinas que estão sendo transmitidos pelas linhas
de transmissão, os dados devem ser enviados e
devem chegar juntos
• Esse fator faz com que a transmissão paralela não
seja tão rápida quanto se imagina

30. TRASMISSÃO PARALELA
SCSI (Small Computer System Interface)
• Pode ocorrer que os bits de uma transmissão não
cheguem ao destino exatamente no mesmo
instante, 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.

31. 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 um dos três
métodos:

32. OPERAÇÕES DE E/S
Entrada/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;
• 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.

33. OPERAÇÕES DE E/S
Entrada/Saída por programa
Desvantagem:
• Desperdício de uso do
processador, ele poderia estar
executando atividades mais
importantes que ficar
monitorando os dispositivos.

34. OPERAÇÕES DE E/S
Entrada/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, ele avisa o processador pelo sinal de
interrupção;

35. OPERAÇÕES DE E/S
Entrada/Saída com Emprego 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;

36. OPERAÇÕES DE E/S
Entrada/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

37. OPERAÇÕES DE E/S
Entrada/Saída com Emprego de Interrupção
INTERRUPÇÃO
• Existe duas classes de interrupções;
– Internas ou de programas (traps ou exception)
Ocorrem devido a algum tipo de evento gerado pela
execução de alguma instrução;
– Externas
Sinal externo ao processador que o interrompe (e/s)

38. OPERAÇÕES DE E/S
Entrada/Saída com Emprego de Interrupção
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.

39. 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 transferência para
o controlador de acesso direto à memória – DMA
Controller;
• Quando o DMA Controller termina ele emite um
sinal de interrupção ao processador avisando que
terminou.

40. TECLADO
• Está na categoria máquina-usuário;
• Contém mecanismos que reconhecem os símbolos
da língua “dos humanos”;
• O reconhecimento é feito pela interpretação do
sinal elétrico de cada tecla ao ser pressionada;
• Teclado se divide em três categorias
– Teclados apenas numéricos: calculadoras de bolsa
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;

41. TECLADO
• Uma tecla é uma chave que quando pressionada é
ativa e inicia uma ação (ou várias) que deverão ser
executadas pelos circuitos de controle do teclado;
• Um teclado é composto por um circuito impresso e
um microprocessador
• Três tecnologia de fabricação de teclas:
– Mecânicas
– Capacitivas
– Efeito-Hall

42. TECLADO
TECLAS CAPACITIVAS
• Funciona na base da variação de capacitância do
acoplamento entre duas placas metálicas;
• A variação ocorre quando uma tecla é pressionada;
• Tem baixo custo de fabricação;
• Tamanho pequeno;
• Não possui contatos mecânicos que oxidam com o
tempo

43. TECLADO
Funcionamento de um teclado
• Detectar o pressionamento de uma tecla: um
processador faz a varredura para detectar o
pressionamento de tecla.
• 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 referente à tecla pressionada, identificando.

44. TECLADO
Funcionamento de um teclado
• O processador e o processador do teclado trocam
sinais (solicitação do uso do barramento) e o código
de varredura é enviada para a MP.
• Na MP o código é interpretado por um programa
de E/S, BIOS (sistema básico de entrada e saída)

45. TECLADO
Funcionamento de um teclado
• 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

46. 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
ergonômica e no design do produto;
– Padrão QWERTY que é o mesmo padrão das
máquinas de escrever

47. MONITOR
• Dispositivo que permite aos seres humanos
identificar uma informação. É um elemento de
exibição de informações
• Os primeiros monitores na verdade era painéis de
luzes que representam a forma binária do
computador;

48. MONITOR
• Classificação dos vídeos quanto à tecnologia:
– CRT: Cathode-Ray tube (válvula de raios catódicos
– LED: Light Emitting Diodes (Diodos Emissor de Luz)
– LCD: Liquid-Crystal Display (Vídeo de Cristal
Líquido)
– PDP: Plasma Display Panel (Vídeo de Plasma)

49. Técnico em Informática
Organização de Computadores
Aula 8 – Componentes de um computador
Prof. Vitor Hugo Melo Araújo