Douglas
GuilhermeDispositivos de Entrada e SadaUniversidade Cruzeiro do Sul
So Paulo - 2014Douglas de Farias Ichitani Makoto - RGM: 1403621
Guilherme Henrique do Nascimento - RGM: 1433598Dispositivos de Entrada e SadaPesquisa apresentada para avaliao do rendimento do primeiro semestre da disciplina de Organizao e Arquitetura de Computadores, do curso de Redes de Computadores, da Universidade Cruzeiro do Sul, ministrada pelo prof. Luis Naito.Universidade Cruzeiro do Sul
So Paulo - 2014Douglas de Farias Ichitani Makoto - RGM: 1403621
Guilherme Henrique do Nascimento - RGM: 1433598Dispositivos de Entrada e SadaPesquisa apresentada para avaliao do rendimento do primeiro semestre da disciplina de Organizao e Arquitetura de Computadores, do curso de Redes de Computadores, da Universidade Cruzeiro do Sul, ministrada pelo prof. Luis Naito.Avaliao________________Prof. Luis Naito
Universidade Cruzeiro do Sul
So Paulo, de de 2014

Os computadores so incrivelmente rpidos, precisos e burros; os homens so incrivelmente lentos, imprecisos e brilhantes; juntos, seus poderes ultrapassam os limites da imaginao.
ALBERT EINSTEIN Resumo

Ese trabalho tem objetivo apresentar alguns componentes de Entrada e/ou Sada como impressoras, mesas digititalizadores, monitor de video, placa de video, teclado, mouse e entre outras diversidades e algumas caractersticas. Sumrio1Exemplo
2Exemplo2
2.58Exemplo2.58

IntroduoUm dispositivo de entrada ou de sada o equipamento acoplado a um sistema de computao efetivamente identifica a funo Entrada ou a funo Sada. Um teclado, um monitor de vdeo e uma impressora caracterizam de modo inequvoco aquelas funes, embora sejam apenas parte de um subsistema de E/S. Um teclado, por exemplo, no tem utilidade sem um interface que compatibilize sua lentido e transmisso bit a bit com a velocidade e transmisso paralela do barramento do sistema.Dispositivos de Entrada/SadaAlm do processador e da memria, o conjunto do mdulo de E/S fundamental em um sistema de computao. Cada mdulo se conecta com o barramento do sistema ou com o comutador central e controla um perifrico ou mais.
Um mdulo de E/S no simplesmente um conjunto de conectores mecnicos , ele contm certa 'inteligncia', isto , uma lgica dedicada a desempenhar a funo de comunicao entre o perifrico e o barramento.
A grande maioria dos perifricos, no so diretamente conectados ao barramento do sistema. Isso no ocorre pelos seguintes motivos:Existe uma grande variedade de perifricos, com diferentes mecanismos de operao. Seria impraticvel incorporar ao processador a lgica necessria para controlar vrios dispositivos diferentes.

Como a taxa de transferncia de dados dos perifricos , freqentemente, muito menor do que a taxa de transferncia de dados da memria ou do processador, torna-se impraticvel usar barramentos do sistema de alta velocidade para a comunicao direta com um perifrico.

Os perifricos usam freqentemente formatos de dados e tamanhos de palavras diferentes dos usados no computador ao qual esto conectados.

Por essas razes, requerido um mdulo de EIS, que deve desempenhar duas funes principais:Fornecer uma interface com o processador e a memria, atravs do barramento do sistema ou do comutador central.

Permitir a interface com um ou mais dispositivos perifricos, atravs de conexes de dados adequadas.

Dispositivos de EntradaTeclado:O teclado um dispositivo de entrada da categoria que se comunicam com o ser humano, como tambm so o vdeo e as impressoras. Nesse caso, eles precisam ser dotados mecanismos que reconheam de algum modo os smbolos utilizados pelos humanos (como os caracteres alfabticos e outros smbolos da nossa linguagem). No caso do teclado, este reconhecimento realizado pela interpretao do significado eltrico de cada tecla ao ser pressionada.

Mouse:Em essncia, o mouse um dos dispositivos de entrada de um sistema de computao cujo propsito facilitar o trabalho do usurio em sua comunicao com o sistema. Em vez de o usurio ser obrigado a digitar comando que precisam ser aprendidos, decorados ou lidos em algum lugar, com o mouse o usurio necessita somente de um pouco de coordenao motora para movimentar o dispositivo.

Dispositivos de SadaMonitor de vdeo:Um dos perifricos mais populares e tambm um dos mais necessrios de sada, o vdeo. Vivendo na era da informao, necessitamos de ferramentas que nos permitam, da melhor forma possvel, encontrar assimilar e manipular os danos de que precisamos. A maneira mais simples do ser humano identificar uma informao atravs do sentido da viso. Esta a razo a popularidade e importncia vital do monitor de vdeo em um sistema de computao.Nos primrdios da computao, as informaes eram apresentadas muitas vezes na prpria forma binria do computador, atravs de lmpadas na frente do painel da maquina. Essas lmpadas, acessas ou apagadas, indicavam o valor 1 ou o valor 0 da informao. Mas, como o ser humano possui uma linguagem para comunicao diferente de 0s e 1s, em pouco tempo apareceram dispositivos para apresentar visualmente a informao com os smbolos mais inteligveis pelas pessoas.A seguir, algumas das antigas e atuais tecnologias dos monitores:CRT A mais antiga e conhecida das tecnologias, o monitor CRT (Cathode Ray Tube - tubo de raios catdicos) onde tem o elemneto basico uma vlvula eletnica e constituida de um catodo, um anodo e um par de bombinas. Essa tecnologia est atualmente descontinuada, mas mesmo assim, ainda se encontra muitas maquinas antigas, operando com esse tipo de tecnologia.Plasma Tecnologia que supreendeu na sua criao, sendo criada para acabar com incovenincias das distores de imagem dos CRT, e tambm diminuido sua profundidade.
A tecnologia baseia-se em gases revestidos de fosforos, ao receber corrente eletrica, produz luz. Um dos grandes problemas, o tempo de resposta lento, que o Plasma, proporciona. LCD LCD(Liquid Crystal Display ), tambm conhecido como Tela de Cristal liguido, a tecnlogia que fez e ainda tem muito sucesso em monitores, e resolvendo problemas de geometria dos CRT e tempo de resposta do Plasma, e fora seu tamanho bem reduzido se comparado a CRT e Plasma e seu gasto reduzido de energia. Sua tecnologia consiste em cristais liguido que ao ser polariazada com corrente eletrica, exibe a imagem.LED Uma das mais atuais tecnologias para monitores, tem sua funcionalidade de emisso de luz atravs de Diodos, dai o nome LED, Light Emitting Diode ou Diodo Emissor de Luz. Sendo ainda mais economigo em energia e mais fino que o LCD, os diodos energizados, emite uma diversos pontos de luz criando as mais diversas imagens.

Impressora; Assim como o monitor de vdeo, a impressora o perifrico clssico de sada, onde as informaes armazenadas internamente no computador sob a forma binria so algum modo de convertidas em smbolos impressos em um meio externo o papel o mais comum e em formato inteligvel ao usurio. O volume de impresso que ela suporta em uma unidade de tempo. As impressoras podem indicar sua vazo de impresso em caracteres por segundo (cps), em linhas por minuto (lpm) e em paginas por minuto (PPM), dependendo da tecnologia que utilizam para enviar smbolos para o meio de impresso.A tecnologia utilizada para gerar os smbolos a serem impressos. Atualmente, impressoras podem ser do tipo de impacto, sem impacto, de jato de tinta, a laser, por transferncia de cera aquecida e por sublimao de tinta.Dispositovo de SadaScanner ou Mesa digitalizadoraEste um outro dispositivo opcional, que em alguns casos eram vendido junto com o PC. Serve para capturar figuras, textos e fotos, assim como o mecanismo de criao de imagens em um vdeo tambm por pontos, o scanner decompe a imagem em pontos e os armazena na memria para posterior reproduo ou manipulao. Uma fotografia em papel pode ser digitalizada, passando a poder ser exibida na tela ou duplicada em uma impressora.
Os primeiros scanners somente produziam imagens em preto-e-branco, em que cada pixel possua um nmero identificado de 1 bit (bit 1, ligado, indicando preto, e bit O, desligado, para o branco).

Dispositivos de Entrada e SadaDispositivos de ArmazenamentoAlem da memoria RAM, quem um dispositivo de memoria temporaria, temos como dispositvos de E/S que preocessam, leem , gravam(armazenar) e mantem dados, que so as memorias secundarias. Vamos abordar alguns deles:

Disco magntico:Os discos magnticos (tambm disquetes, fitas magnticas, CD-ROM) so componentes de um computador que podem ser enquadrados em duas reas distintas: como memria secundaria e como dispositivos perifricos de E/S. Atualmente, esses dispositivos so largamente utilizados seguindo os dois pontos de vista. O disco magntico (disco rgido ou hard disk) uma superfcie circular, fina e coberta com uma camada de material magnetizvel. O material pode estar presente em uma ou em ambas as superfcies do disco, normalmente chamadas faces. Atualmente qualquer disco magntico para sistemas de computao fabricado com dupla face de armazenamento de modo que tenha maior capacidade de armazenamento. SDD:Os SSDs ou "Solid State Disks" (discos de estado slido) so possivelmente a maior revoluo dentro do ramo dos HDs, j que eles utilizam um princpio de armazenamento completamente diferente, com os discos magnticos dando lugar aos chips de memria Flash. A vantagem bvia dos SSDs que eles oferecem tempos de acesso muito baixos, combinados com excelentes taxas de leitura e gravao em setores aleatrios. Isso melhora o desempenho consideravelmente em uma grande gama de aplicativos e reduz bastante o tempo de boot, tornando o sistema muito mais responsvel.
Os SSDs tambm oferecem um consumo eltrico mais baixo (o que os tornam um componente atrativo especialmente para os notebooks), so silenciosos, resistentes a impactos e oferecem uma melhor segurana contra perda de dados devido a defeitos de hardware, j que no possuem partes mveis. Porem, o custo por megabyte ainda muito alto no mercado atual, mas nada que o tempo, no deixe-os mais acessiveis.
A grande maioria dos SSDs domsticos utilizam mdulos de memria Flash MLC, assim como nos cartes e pendrives. Entretanto, eles oferecem um diferencial importante, que o uso de mltiplos canais de acesso. Isso permite que o controlador acesse vrios chips simultaneamente, dividindo os arquivos em pequenos blocos que podem ser divididos entre os chips e depois lidos simultaneamente. Outro ponto importante a favor dos SSDs o uso de controladores mais inteligentes, que utilizam buffers de dados relativamente grandes. Isso permite que as operaes sejam organizadas e agrupadas de maneiras mais eficientes e muitas operaes sejam cacheadas.HDs hbridos:Um meio termo entre os SSDs e os HDs tradicionais so os HHDs (Hybrid Hard Drives, ou HDs hbridos), que so HDs tradicionais, que incorporam chips de memria Flash, usados como um buffer de dados.
Todos os HDs atuais incluem uma pequena quantidade de memria SDRAM (ou SRAM), usada como cache de disco. O cache bastante rpido, mas limitado por dois fatores: muito pequeno (16 MB na maioria dos HDs atuais) e perde os dados armazenados quando o micro desligado.
Em um HHD usada uma quantidade generosa de memria Flash , que tem a funo de armazenar dados frequentemente acessados (como arquivos carregados durante o boot), de forma que eles continuem disponveis depois de desligar o micro e possam ser usados no prximo boot; e, tambm, a de servir como um buffer de dados, permitindo que arquivos sejam salvos na memria Flash e copiados para os discos magnticos quando for mais conveniente. Nesse caso no existe problema de perda de dados armazenados no buffer ao desligar o micro no boto, pois os dados ficam retidos na memria Flash e so gravados nos discos magnticos no boot seguinte.

Memorias FlashDiferentemente da memria RAM e tambm das SRAM, a memria Flash permite armazenar dados por longos perodos, sem precisar de alimentao eltrica. Este simples fato acabou fazendo com que a memria Flash se tornasse uma das tecnologias ma is importantes das ltimas dcadas, possibilitando o surgimento dos cartes de memria, pendrives, SSDs, celulares, cmeras e players de mdia com armazenamento intern~ e assim por diante.
Existem dois tipos de memria Flash. A primeira tecnologia de memria Flash a se popularizar foi o tipo NOR, que chegou ao mercado em 1988. Os chips de memria Flash NOR possuem uma interface de endereos similar da memria RAM, incluindo o suporte ao XiP (execute in Place), que permite que softwares armazenados no chip de memria Flash sejam executados diretamente, sem precisarem ser primeiro copiados para a memria RAM.
O grande boom da memria Flash aconteceu entre 2004 e 2005, quando uma combinao de dois fatores fez com que os preos por MB cassem rapidamente. O primeiro foi o brutal aumento na produo e a concorrncia entre os fabricantes, que empurraram os preos para baixo. Alm de gigantes como a Samsung e a Toshiba, at mesmo a Intel e a AMD investiram pesadamente na fabricao de memria Flash.
O segundo foi a introduo da tecnologia MLC (Mult-Level Cell), onde cada clula passa a armazenar dois ou mais bits em vez de apenas um. Isso possvel graas ao uso de tenses intermedirias. Com 4 tenses diferentes, a clula pode armazenar 2 bits, com 8 pode armazenar 3 bits e assim por diante.
O MLC foi implantado de forma mais ou menos simultnea pelos diversos fabricantes e permitiu reduzir drasticamente o custo por megabyte, quase que de uma hora para a outra. Hoje em dia, os chips MLC so os usados na esmagadora maioria dos pendrives, cartes de memria e SSDs.O que era Sada agora Entra e SadaGraas a evolues tecnologicas, muitos dispositivos de sada ou de entrada evoluiram e tiverem acessrios a coplados a s.
O teclado que antes era apenas um dispositivo de entrada, hoje se torna um dispositivo tanto de entrada quanto de sada, onde foi adicionados entradas USB, para pode ter facilidade de colocar um Pendrive, para conexo de dados. Assim como o monitor que tambm foi adicionado USB com o mesmo propsito, tambm encontra-se com WebCam e/ou microfones j integrados, e suas ultimas novidades, so os monitores Touch sreen, onde o usario passa a controlar sua Area de Trabalho, no apenas com seu Mouse, mas tambm com seus prprios dedos, diretamente na tela do monitor.
Outro bom exemplo so as Multifuncionais, onde voc tem uma impressora (sada) e uma mesa digitalizadora(entrada) em um nico dispositivo. Nas mais modernas, tem ainda mais funes: USB, leitor de carto e fotocpia. Algumas at dispensam o uso do prprio computador, podendo realizar impresses de fotos ou arquivos diretamente do pendrive ou camerta digital.Esse so alguns exemplos, de muitas tecnologias que evoluiram ou incorporaram em outras, transformando em um s dispositvo de E/S, das que esto ainda por vim.

Conexes dos Dispositivos de E/SEm geral, os HD, SDD, HHD, Drive tico e at os antigos Drives de Disquete, no se conectavam diretamete na placa-me, necessitavam de interfaces para essa conexo, vamos abordar algumas:IDE - Abreviao de "Integrated Drive Eletronics" e desenvolvido pela Quantum e a Western Digital, as primeiras placas IDE traziam apenas uma ou duas portas IDE e eram instaladas em um slot ISA de 16 bits. Mas, logo os fabricantes passaram a integrar tambm outros conectores, dando origem s placas "super-ide", que eram usadas na grande maioria dos micros 386 e 486. Inicialmente, as interfaces IDE suportavam apenas a conexo de HDs. Devido a isso, os primeiros drives de CD utilizavam interfaces proprietrias, incorporadas placa de som, ou mesmo controladoras SCSI.
Os cabos IDE, tinham suas interface de 40 e 80 vias, porem, Tanto os conectores quanto os encaixes nos drives continuam tendo apenas 40 pinos, mantendo o mesmo formato dos cabos anteriores. Os 40 cabos adicionais so intercalados com os cabos de dados e servem como neutros, reduzindo o nvel de interferncia entre eles. Este "upgrade" acabou sendo necessrio, pois os cabos IDE de 40 vias foram introduzidos em 1986, projetados para transmitir dados a apenas 3.3 MB/s!
As interfaces IDE foram originalmente desenvolvidas para utilizar o barramento ISA, usado nos micros 286. Assim como no barramento ISA, so transmitidos 16 bits por vez e utilizado um grande nmero de pinos. Como necessrio manter a compatibilidade com os dispositivos antigos, no existe muita margem para mudanas dentro do padro, de forma que, mesmo com a introduo do barramento PCI e do PCI Express, as interfaces IDE continuam funcionando fundamentalmente da mesma forma.SATA - A partir de um certo ponto, ficou claro que o padro IDE/ATA estava chegando ao seu limite e que mudanas mais profundas s poderiam ser feitas com a introduo de um novo padro. Surgiu ento o SATA (Serial ATA).
Assim como o PCI Express, o SATA um barramento serial, onde transmitido um nico bit por vez em cada sentido. Isso elimina os problemas de sincronizao e interferncia encontrados nas interfaces paralelas, permitindo que sejam usadas frequncias mais altas.
Graas a isso, o cabo SATA bastante fino, contendo apenas 7 pinos, onde 4 so usados para transmisso de dados U que voc precisa de 2 fios para fechar cada um dos dois circuitos) e 3 so neutros, que ajudam a minimizar as interferncias.
Existem trs padres de controladoras SATA, o SATA 150 (tambm chamado de SATA 1.5 Gbit/s ou SATA 1500), o SATA 300 (SATA 3.0 Gbit/s ou SATA 3000) e tambm o padro SATA 600 (ou SATA 6.0 Gbit/s). SCSI - Sigla para Small Computer Systems Interface, foi feita para uma conexo rapida e confiavel. Se tomarmos dois discos rgidos, um IDE e um SCSI, sendo ambos de mesma capacidade e mesma gerao, o modelo SCSI oferecer desempenho melhor, mas poder custar quase o dobro. Alm disso, precisam ser ligados a uma placa de interface apropriada, que custa caro. Tudo isso torna o uso de discos SCSI uma opo cara, mas o custo justificado quando queremos alta produtividade.
Ao contrario do conector SATA padro, o SCSI tem tipos diferentes como Centronics-50, o mais popular deles, que possui 50 vias individuas em duas fileiras, o HD50: possui 50 pinos divididos em duas fileiras, IDC50 que possui 50 pinos divididos em duas fileiras e bastante comum em HDs, unidades de CD e outros dispositivos e o HD68 com conector de 68 vias divididas em duas fileiras.
A tecnologia SCSI perdeu espao no mercado depois da chegada do padro SATA em relao aos discos rgidos, porm, ela no uma tecnologia morta, o SAS, e um exemplo disso. Serial Attached SCSI ou SAS, que pode atingir velocidade de at 6 Gb/s e suporta a conexo de at 128 dispositivos, e ainda sendo em alguns casos at possvel utilizar HDs SATA em interfaces SAS, quase que somente usado em servidores, pelo fator de de capacidade em relao ao SATA e o desempenho dos drive que podem trbalhar em 10.000 a 15.000 rpm.Concluso