Aula06 Entrada saida

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Universidade Candido Mendes

Curso de Gradua

Curso de Graduaçção em Engenharia de Produão em Engenharia de Produççãoão Disciplina: EP006

Disciplina: EP006 ––IntroduIntroduçção ão ààCiência da ComputaCiência da Computaççãoão

Aula 06

–

Dispositivos Periféricos

Prof. Claudio A. Ferraz claudioaferraz@gmail.com

Hardware

–

Entrada e Sa

í

da

O usuário se comunica com o núcleo do computador (composto por UCP e memória principal) através de dispositivos de entrada e saída (dispositivos de E/S ou dispositivos de E/S I/O I/O devicesdevices, , também denominadosperifperifééricosricos).

FunFunçções bões báásicas dos dispositivos de E/S: sicas dos dispositivos de E/S

– a comunicação do usuário com o computador;

– a comunicação do computador com o meio ambiente (dispositivos externos a serem monitorados ou controlados);

– armazenamento (gravação) de dados.

Permitem a comunicação homem-máquina

Tipos de Dispositivos Tipos de Dispositivos

Dispositivos de ENTRADADispositivos de ENTRADA

–

– FunFunçções: coletar informações e introduzir as informações na ões máquina, converter informações do homem para a máquina e recuperar informações dos dispositivos de armazenamento.

–

– ExEx.: teclado, mouse, scanner, leitoras óticas, leitoras de cartões magnéticos, câmeras de vídeo, microfones, sensores, transdutores, etc ...

Dispositivos de SADispositivos de SAÍÍDADA

–

– FunFunçções: exibir ou imprimir os resultados do processamento, ões ou ainda controlar dispositivos externos.

–

– ExEx.: impressoras, monitores de vídeo, plotters, atuadores, chaves, etc ...

Hardware

–

Entrada e Sa

í

da

Exemplos de Dispositivos de Entrada e Sa

í

da

Hardware

(2)

A UCP não se comunica diretamente com cada dispositivo de E/S e sim com "interfacesinterfaces", de forma a compatibilizar as diferentes características.

O processo de comunicação ("protocolo") é feito através de protocolo transferência de informações de controle, endereços e dados propriamente ditos.

Hardware

–

Entrada e/ou Sa

í

da

Dispositivos de ENTRADA

_Teclado

Teclado

– Principal meio de entrada de dados

– Existem vários tipos de teclados com diferentes arranjos e quantidades de teclas.

– Estrutura básica: bloco principal de teclas de máquina de escrever, bloco numérico e de movimentação do cursor e bloco de teclas de função.

Dispositivos de ENTRADA

Teclado

Alguns são especialmente desenhados para

usuários com deficiências ou necessidades

específicas

A maioria são baseados no padrão de teclas

QWERTY

– Criado por Christopher Sholes in 1868

– Letras utilizadas com maior freqüência no inglês são dispostas em duas metades opostas

– Teclas dispostas de modo que as duas mãos possam se alternar na escrita

Dispositivos de ENTRADA

D

ispositivos de Apontamento e Seleção

Dispositivos de Apontamento e Seleção

– Permitem ao usuário a escolha e a manipulação de itens (objetos textuais ou gráficos) no dispositivo de visualização de um sistema computacional

– Tipos

Mouse - Uso em praticamente todos os ambientes gráficos orientados a janelas/menus, e.g. Windows e Mac-OS

Mouse Mouse Almofada do mouse (mouse pad) Almofada do mouse (mouse pad) Mouse com roda Mouse com roda

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Dispositivos de ENTRADA

Mouse

Criado por Douglas Engelbart, em 1970

Surgiu com o advento de aplicações gráficas

Possui sensores em seu interior para captar

movimentos horizontais e verticais

Dispositivos de ENTRADA

Mouse

Dispositivos de ENTRADA

Joystick

Tipos

–

Joystick

Auxílio ao usuário no controle do movimento de objetos no visualizador

Movimento de objetos em qualquer direção com maior rapidez e precisão

Mais indicado para jogos

Dispositivos de ENTRADA

Almofada sensível ao toque

Tipos

– Almofada sensível ao toque (touch pad)

Superfície horizontal plana sensível à pressão e à movimentação

Movimento do apontador na tela associado ao deslocamento da ponta do dedo sobre a superfície

Usualmente empregado como dispositivo de apontamento e seleção em notebooks

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Dispositivos de ENTRADA

D

ispositivos de Apontamento e Seleção

Outros tipos

– Caneta fotossensível (light pen)

– Tela sensível ao toque (touch screen)

– Cursor/ Caneta (stylus)

Cursor sem fio Cursor sem fio Caneta com fio Caneta com fio Caneta fotossensívelCaneta fotossensível Tela sensível ao toque Tela sensível ao toque Caneta fotossensívelCaneta fotossensível Tela sensível ao toque Tela sensível ao toque

Dispositivos de ENTRADA

Scanner

– Dispositivo óptico destinado à captura de imagens, fotos e textos e à conversão para formato digital

– Após a conversão, possibilidade de edição da imagem (apagamento, inserção ou alteração de partes da imagem, modificação de cores ou tons de cinza e das dimensões da imagem em relação ao original

Scanner de mesa

Scanner

de mesa Scannerde mão

Scanner de mão

Dispositivos de ENTRADA

Scanner 3D

Scanner de Toque com Braço Mecânico

Dispositivos de ENTRADA

Microfone

Promove comunicação entre

usuário-software-usuário, como uma maneira alternativa ao

teclado

1. Ondas sonoras são convertidas em vibrações mecânicas de um diafragma fino e flexível

2. Estas vibrações mecânicas são de seguida convertidas em sinais elétricos

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Dispositivos de ENTRADA

Webcam

Câmera de vídeo

– Baixo custo

– Captura imagens e as transfere para o computador

– utilizada em videoconferências e bate-papos

Dispositivos de saída

Monitores de Vídeo

Principal dispositivo de saída em um computador

– Como os aparelhos de televisão, estão presentes em diversas tecnologias

Tipos mais comuns

–

Tubo de Raio Catódico (CRT)

–

Cristal Líquido (LCD)

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Dispositivos de saída

Impressoras

Dispositivo responsável por produzir

material impresso, na forma de documentos

de texto/imagem

Modelos mais comuns

Impressora de impacto / matricial

Impressora de jato de tinta

Impressora a laser

Dispositivos de saída

Impressoras

Impressora de impacto / matricial

–

Impressoras de maior popularidade em

microcomputadores na década de 90

Unida dede Veloci dade: cps (chara cters p er seco nd) Unida de Unida dedede Veloci dade Veloci dade:: cpscps ( (charac ters charac tersperper

second second ) )

Dispositivos de saída

Impressoras

Jato de tinta (Ink Jet)

Unida dede Veloci dade: ppm (pages per mi nute) Unida de Unida dedede Veloci dade Veloci dade:: ppmppm ( (pagpageses per mi nute per mi nute))

Dispositivos de saída

Impressoras

Laser

Unida dede Veloci dade: ppm (pages per mi nute) Unidade Unida dedede Veloci dade Veloci dade:: ppmppm ( (pagpageses per mi nute per mi nute))

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Mídia de E/S e Armazenamento

Mídia

– Fita de Papel – Cartão Perfurado – Fita Magnética – Disco Magnético – Disco Óptico

Mídia de E/S e Armazenamento

Fita de Papel (obsoleta)

– Não ocupava quase espaço

– Tira de dados chegando como entrada ou deixando o sistema sob a forma de uma saída perfurada

Altura Altura Canal Canal Altura Canal Altura Altura Coluna Coluna Furo Furo Ca rtãoUn iversa l: 80 coluna s 12 alturas Cartão Cartão Unive rsal Unive rsal:: 80 col unas 80 col unas 12 alturas 12 altu ras Sa Saíída deda de cartões cartões Entrada Entrada de cartões de cartões

Mídia de E/S e Armazenamento

Fita Magnética

–

Unidades de Fita são dispositivos de acesso

seqüencial.

–

Essa é uma das principais razões para que as

unidades de fita sejam muito lentas.

–

As fitas magnéticas são usadas principalmente

como meio de armazenamento off-line (para

aplicação fora do processamento)

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Mídia de E/S e Armazenamento

Fita Magnética

Coluna Coluna Trilha Vista lateral Vista lateral Vista frontal Vista frontal Fita Fita Rolo Rolo Carretel Carretel Encaixe Encaixe Setor ou Segmento Setor ou Segmento Trilhas Trilhas 1 1 22 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 9 9 Cluster Cluster

Disco Magnético

Mídia de E/S e Armazenamento

Antes do processo de armazenamento de dados, as partículas magnéticas estão desalinhadas Antes do processo de armazenamento de dados, as partículas magnéticas estão desalinhadas Superfície do disco Superfície do disco Cabeça de leitura/escrita Cabeça de leitura/escrita

A cabeça de leitura/ escrita inscreve os dados alinhando cada partícula magnética da mídia segundo um de dois modos possíveis

Um dos modos equivale ao registro de zeros (0), enquanto o outro ao registro de uns (1)

Mídia de E/S e Armazenamento

Disco Magnético

Mídia de E/S e Armazenamento

Disco Magnético

Tipos de Discos Magnéticos

–

Fixos

Rígido (Winchester ou Hard Disk)

–

Removíveis

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Mídia de E/S e Armazenamento

Disco Magnético

Mídia de armazenamento mais importante

nos computadores atuais

Tipos populares

–

Discos flexíveis (floppy disks)

–

Discos rígidos (hard disks)

Dados gravados a partir da magnetização de

partículas na superfície dos discos (dois

modos: representação de uns e zeros)

Mídia de E/S e Armazenamento

Disco Magnético

Tipos populares

–

Rígido ou Winchester

–

Capacidades : variada

–

Custo: variado

–

Interno ou externo

Cilindros Cilindros Mecanismo de Acesso Mecanismo de Acesso Cabeças de Leitura/Gravação Cabeças de Leitura/Gravação Discos Discos Trilha Braços de AcessoBraços de Acesso

Mídia de E/S e Armazenamento

Disco Magnético

Tipos populares

–

Flexível ou Disquete

–

Capacidades: 360 KB a 1,44 MB

Disquete de 5¼” (obsoleto) Disquete de 5¼” (obsoleto) Disquete de 3½” Disquete de 3½”

Mídia de E/S e Armazenamento

Disco Flexível

Características Físicas

–

Atualmente a maioria é de 3½” de diâmetro e

capacidade de armazenamento de 1,44 MB

Uso

–

Inserção no drive apropriado, na direção

apropriada

–

Manutenção do disco no drive enquanto estiver

sendo acessado (indicador luminoso da unidade

ATIVO)

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Mídia de E/S e Armazenamento

Discos Magnéticos Removíveis de Alta Capacidade

– Zip disks

Discos magnéticos lidos/escritos por unidades denominadas zip drives

Capacidade 100 MB, 250 MB ou 750 MB

Mídia de E/S e Armazenamento

Discos Rígidos

Endereçamento do Disco Rígido

– Cilindro do Disco - série de trilhas localizadas na mesma locação no conjunto de superfícies circulares rígidas de um disco rígido

Tempo de Acesso ao Disco

– Fatores influentes: tempo de busca, atraso rotacional, tempo de movimentação dos dados

Discos Rígidos

Os discos magnéticos de um disco rígido são

recobertos por uma camada magnética

extremamente fina. Na verdade, quanto mais

fina for a camada de gravação, maior será

sua sensibilidade, e conseqüentemente

maior será a densidade de gravação

permitida por ela.

O primeiro disco rígido foi construído pela IBM em 1956, e foi lançado em 16 de Setembro de 1957

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Mídia de E/S e Armazenamento

Discos Rígidos

Leitura e Escrita de Dados

– Obstáculos em um conjunto de discos rígidos podem danificar a superfície do disco e a cabeça de leitura/gravação

Superfície do disco rígido Superfície do disco rígido Pelo humano cerca de 6,35.10-3_cm Pelo humano cerca de 6,35.10-3 cm Cabeça de leitura/gravação Cabeça de leitura/gravação Cabeça de leitura/escrita remove particulas na superfície do disco com dimensões da ordem de 1,27.10-6 _cm

Cabeça de leitura/escrita remove particulas na superfície do disco com dimensões da ordem de 1,27.10-6 cm Partícula de poeira cerca de 3,81.10-3 cm Partícula de poeira

cerca de 3,81.10-3_cm Partícula de fumaça cerca de 254.10-6

cm Partícula de fumaça cerca de 254.10-6

cm

Mídia de E/S e Armazenamento

Discos Rígidos Removíveis

Vantagens

– Portabilidade e capacidade de armazenamento extra superior àquela oferecida pelos discos flexíveis

Discos Rígidos para Sistemas

Computacionais de Grande Porte

– Possibilidade de uso de um sistema consistindo de múltiplos drives de disco rígido

Mídia de E/S e Armazenamento

Discos Ópticos

CD de Áudio 1982 VCD 1993 DVD 1996 DVD-ROM 1997 DVD gravável 1999 CD-ROM 1984 CD-R 1990 CD-RW 1997

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Mídia de E/S e Armazenamento

Discos Ópticos

CD-ROM

– Tecnologia similar à do CD de áudio – Capacidade: 650 MB

CD-R (CD Recordable)

– CD gravável uma única vez

CD-WORM (CD-Write Once Read Many)

– Similar ao CD-ROM, porém gravável (uma única vez, para muitas leituras)

CD-RW (CD-ReWrite)

– Similar ao CD-WORM, porém regravável várias vezes DVD (Digital Versatile Disc)

– Disco digital destinado à gravação de áudio, vídeo e dados

Pen Drive

O pen drive (ou "flash memory" ou "memory key") é uma espécie de disco rígido portátil, com capacidade de armazenamento de dados muito superior à de um disquete ou de um CD. Os primeiros modelos tinham a aparência de uma pequena caneta ( em inglês, pen) o que originou esse apelido.

São compostas por células, cada célula é composta por dois transístores, com uma fina camada de óxido de silício precisamente posicionada entre os dois, que armazena cargas negativas. Isso cria uma espécie de armadilha de elétrons, que permite manter os dados por longos períodos de tempo, sem que seja necessário manter a alimentação elétrica (como nas memórias SRAM), ou muito menos fazer um refresh periódico (como na memória DRAM).

Mídia de E/S e Armazenamento

Código de Barras

Código de Barras (Bar Code)

–

Uso em automação comercial (supermercados e

lojas comerciais em geral)

Mídia de E/S e Armazenamento

Cartão Magnético

– Usado em agências bancárias, de crédito e lojas comerciais

– Identificação do cliente através da leitura de dados numa tarja magnética

Tarja magnética

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Mídia de E/S e Armazenamento

Cartão Magnético

Smart Card

– Cartão similar a um cartão magnético, porém possuindo um chip interno ao invés da tarja magnética

– Usado como “dinheiro eletrônico”, para pagamento de serviços e produtos, da mesma forma que se usa o cartão magnético

Exemplo: Cartão usado na free-way

Exercicios:

1) Cite 3 dispositivos de entrada e 3

dispositivos de saída, definindo suas

funcionalidades.

Exercicios:

2) Classifique os seguintes dispositivos como E– entrada, S – Saída, ou E/S – Entrada e Saída

( )Placa de Rede ( )Leitor de código de barras ( )Leitor de cartão magnético ( )Monitor

( )Monitor com tela sensível ao toque ( )Web Can

( )Teclado ( )Mouse ( )Impressora ( )Scanner

3) Como é a arquitetura de hardware de

memória em um sistema computacional?

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Hardware

–

Mem

ó

ria

Hierarquia de Mem

ó

ria

Mem

MemóóriariaPrincipalPrincipal Mem MemóóriariaCacheCache

Registradores Registradores CD CD--ROMROM Discos Discos Custo baixo Custo baixo Velocidade baixa Velocidade baixa Capacidade elevada Capacidade elevada Custo alto Custo alto Velocidade alta Velocidade alta Baixa capacidade Baixa capacidade Mem

MemóóriariaSecundSecundááriaria

4)Defina Unidade Central de Processamento

e como ela esta dividida.

Unidade Central de Processamento

Conjunto complexo de circuitos eletrônicos.

Executa instruções de programas armazenados.

Dividida em duas partes:

– Unidade de controle – Unidade aritmética e lógica

(ALU)

5) Defina o componente da CPU:

Unidade de Controle

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Unidade de Controle

Direciona o sistema do computador a

executar instruções de programas

armazenados.

Deve comunicar-se com a memória e com a

ALU.

Envia dados e instruções do

armazenamento secundário para a memória,

quando necessário.

Voltar

5) Defina o componente da CPU:

Unidade Lógica e Aritmética (ALU)

Unidade Aritmética e Lógica

Executa todas as operações aritméticas e lógicas.

Operações aritméticas:

– Adição, subtração, multiplicação, divisão.

Operações lógicas:

– Compara números, letras ou caracteres especiais.

– Testa uma de três condições:

Condição de igualdade (igual a) Condição menor que Condição maior que

Armazenamento de Dados e a CPU

Dois tipos de armazenamento:

–

Armazenamento primário (memória):

Armazena dados temporariamente.

A CPU referencia-o tanto para obtenção de instruções de programa como de dados.

–

Armazenamento secundário:

Armazenamento de longo prazo.

Armazenado em mídia externa; por exemplo, um disco.

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