Entrada e Saída Introdução. Constituem a interface de comunicação com o mundo exterior...
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Entrada e Saída
Introdução
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Introdução
Constituem a interface de comunicação com o mundo exterior
Conecta-se com o barramento ou com o comutador do sistema
Controla um ou mais dispositivos Possui uma lógica dedicada a desempenhar a
função de comunicação entre periférico e o barramento
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Dispositivos externos (1/3)
Dispositivos periféricos ligados ao sistema via módulo E/S
Classificados em:– Comunicação com o usuário– Comunicação a máquina– Comunicação com dispositivo remoto
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Dispositivos externos (2/3)
A unidade básica de troca de dados é o caractere
A cada caractere é associado um código tipicamente de 7 ou 8 bits
A codificação mais utilizada é a ASCII que possui 7 bits– Permite representar 27 = 128 caracteres
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Dispositivos externos (3/3)
Uma tecla pressionada gera um sinal eletrônico, que é interpretado pelo transdutor do teclado em código ASCII
O transdutor é usado para– Converter dados codificados em outra forma de
energia, na saída– Converter energia em dados na entrada
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Funções do modulo E/S
Controle e temporização Comunicação com o Processador Comunicação com dispositivos Área de armazenamento temporário de dados Detecção de erros
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Controle e Temporização
Controla o fluxo de dados entre o ambiente externo e interno
Ex - Uma determinada seqüência de execução representada pelas seguintes etapas:– O processador consulta o estado do modulo E/S– O modulo reponde informando o estado– Se um dispositivo do modulo E/S estiver pronto
para transmitir, a os dados são transferidos para processador
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Comunicação com o processador
Decodificar comandos– Interpreta um sinal de controle e executa o mesmo– Ex: READS para iniciar um ciclo de leitura da dados num setor
do disco
Informar estado– Reponde a uma requisição do processador sobre o estado de
um dispositivo– Importante, pois dispositivos são lentos – Ex: BUSY que representa que o modulo E/S esta ocupado
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Comunicação com o processador
Transferir dados– A função obvia do módulo
Reconhecer Endereços– Cada dispositivo de entrada ou saída tem um
endereço– O modulo E/S tem que reconhecer um endereço
distinto para cada dispositivo
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Comunicação com os dispositivos
Essa comunicação envolve comandos, informação de estado e dados
Lógica de controle
Área de armazenamento temporário
Transdutor
Sinais de dados (bits) de e para o módulo E/S
Sinais de controle do módulo E/S
Sinais de estado para o módulo E/S
Dados de e para o Ambiente
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Armazenamento temporário
A taxa de transferência entre a memória e o processador é alta
Porem a taxa de transferência dos periféricos e são da ordem de grandezas menores
Essas taxas são variáveis Para melhorar a transferência parte dos dados
é armazenada temporariamente no modulo E/S
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Armazenamento temporário
A transferência entre a memória e o modulo E/S é rápida
Os dados são armazenados temporariamente no modulo E/S e depois transferido para os periféricos num taxa adequada
No sentido oposto os dados também são armazenados temporariamente
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Detecção de Erros
Detectar e enviar informações de erro para o processador
É utilizado um bit de paridade para verificação– O 8 bit no código ASCII
Possíveis erros incluem:– Mau funcionamento mecânico ou elétrico
falta de papel na impressora
– Alteração no padrão de bits transmitidos
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Estrutura do modulo E/S
Diagrama de blocos
Registradores de dados
Lógica de E/S
Registradores de estado/controle
Lógica de Interface
com dispositivo
externo
Lógica de Interface
com dispositivo
externo
Linhas de endereço
Linhas de dados
Dados
Estado
Controle
Dados
Estado
Controle
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E/S programada (1/5)
Técnica para realização de operações E/S Os dados são transferidos entre o processador
e módulo E/S Método de implementação simples Comum em sistemas de baixo desempenho
– Ex: Sistemas embarcados
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E/S programada (2/5)
Cada dispositivo possui dois registradores associados: status e buffer de dados
Processador testa registrador de status periodicamente, em laço
Continua até verificar se o dispositivo esta pronto para:– receber (saída) ou– disponibilizou um dado (entrada)
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E/S programada (3/5)
O processo de teste continuo de status é chamado Espera Ocupada
Mantém o processador ocioso enquanto realiza operação de entrada ou saída
Gera baixo desempenho Útil em aplicações dedicadas
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E/S programada (4/5)
Instruções IN e OUT permitem ler e escrever nos registradores.
Instruções selecionam um dos dispositivos de E/S disponíveis.
1 caractere é lido ou escrito por vez no registrador de dados
Processador precisa executar um seqüência de instruções para cada caractere lido ou escrito
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E/S programada (5/5)
Ex: terminal com um dispositivos de E/S– Teclado (Entrada)
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Tabela ASCII
Ao bits de cada caractere são rotulados de b7 a b1
O bit b7 é o mais significativo (importante) e b1, o menos significativo
Geralmente se utiliza um oitavo bit de paridade, o b8
Os caracteres são divididos em imprimíveis e de controle
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Tabela ASCII
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Tabela ASCII
Os imprimíveis representam aqueles que posem ser exibidos na tela– Números, letras, símbolos especiais– Ex: 1001001 representa a letra I
Os de controle servem para controlar a impressão ou exibição de caracteres– Ex: 0000010 representa o comando STX que
delimita o inicio de um Texto