ciencia da computaçao

Páginas: 8 (1946 palavras) Publicado: 12 de maio de 2014
Arquitetura e Organização
de Computadores
Entrada/Saída

Material adaptado, atualizado e traduzido de:
STALLINGS, William. Arquitetura e Organização de Computadores. 5ª edição

Problemas Entrada/Saída
Grande variedade de periféricos
Oferecendo diferentes quantidades de dados
Em diferentes velocidades
Em diferentes formatos

Normalmente mais lento do que CPU e memória
RAMNecessita de módulos de E/S

Problemas Entrada/Saída
Interface para CPU e
Memória
Interface para um ou
mais periféricos

Dispositivos Externos
Legíveis ao ser humano
Monitores de vídeo, impressoras

Legíveis à máquina
Discos, fitas, sensores e atuadores (robôs)

Comunicação
Permitem a troca de dados entre qualquer dispositivo
Modem, placa de rede

Dispositivos Externos
Interface com o
módulo de E/S
Sinais de controle
Dados
Sinais de estado

Função dos Módulos de E/S
 Controle e temporização
Coordena o fluxo de tráfego

 Comunicação com o processador
Decodificação do comando
Dados
Informação de estado
Reconhecimento de endereço

 Comunicação com o dispositivo
Comandos
Informação de estados
Dados

Função dos Módulos de E/S
Armazenamento temporário de dados (buffer)
Interface entre dispositivos e memória

 Detecção de erro
Defeitos mecânicos e/ou elétricos
Mudanças não intencionais na transmissão de bits
Uso de técnicas para correção
Ex: Bit de paridade

Etapas de E/S
CPU verifica status do módulo de E/S
Módulo E/S retorna estado do dispositivo
Se pronto, pedidos da CPU p/ transferência dedados
Módulo E/S recebe dados de um dispositivo
Módulo E/S transfere os dados para CPU

Estrutura de um Módulo de E/S

Técnicas de Entrada e Saída
Programada
Controlada por Interrupção
Acesso Direto a Memória (DMA)

E/S Programada
CPU tem controle direto sobre E/S
Percepção do status
Comando de leitura ou escrita
Transferência de dados

CPU aguarda até que módulo de E/Scomplete a
operação
Desperdício de tempo da CPU

Comandos E/S
CPU emite um endereço
Identifica o módulo (& dispositivo se >1 por módulo)

CPU emite um comando
Controle – diz ao módulo o que fazer
Ex: rebobinar uma fita

Teste – verifica estado
Ex: ligado? Erro?

Leitura/Escrita
Módulo transfere dados do buffer de/para dispositivo

Instruções de E/S
 E/S mapeada namemória
Dispositivos e memória compartilham um espaço de endereço
Processador trata registradores de estado e dados dos módulos
de E/S como locais de memória

 E/S independente
Espaço endereço separados
Necessita que E/S selecione linhas E/S ou memória
Portas E/S acessíveis apenas por comandos especiais
Grupo limitado de instruções

E/S Programada – Gráfico

E/S controlada porinterrupção
Melhora o tempo de espera da CPU
Não há verificação repetida do dispositivo pela
CPU
Módulo E/S interrompe quando estiver pronto
Ainda ocupa tempo da CPU para cada palavra
transmitida entre módulo de E/S e memória

E/S controlada por Interrupção
Operação Básica
CPU emite comando de leitura
Módulo de E/S obtém dados do periférico
enquanto CPU faz outro trabalhoMódulo de E/S interrompe a CPU
CPU requisita os dados
Módulo de E/S transfere os dados

Ponto de Vista da CPU
 Emite comando leitura
 Faz outro trabalho
 Ao fim de cada ciclo de instrução, verifica se há
interrupções
 Se houver:
Salva contexto (registradores)
Interrompe processo
Obtém dados e armazena

 Restaura o contexto do programa em que estava
trabalhando e retoma aexecução

Aspectos de projeto
Como identificar o módulo que emitiu a
interrupção?
Como lidar com múltiplas interrupções?
Ex: Um manipulador de interrupção ser interrompido

Identificando o Módulo de
Interrupção (1)
Diferentes linhas de interrupção para cada
módulo
Número limitado de linhas
Necessita da presença de outras técnicas

Verificação por Software (polling)
CPU...
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