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Hardware de entrada/saída - Coggle Diagram
Hardware de entrada/saída
Introdução
Um computador é constituído basicamente de processadores, memória RAM e dispositivos de entrada e saída, também chamados de periféricos. Os dispositivos de entrada/saída permitem a interação do computador com o mundo exterior de várias formas
Componentes de um dispositivo
Conceitualmente, a entrada de dados em um computador inicia com um sensor capaz de converter uma informação externa (física ou química) em um sinal elétrico analógico. Como exemplos de sensores temos o microfone, as chaves internas das teclas de um teclado ou o foto-diodo de um leitor de DVDs
Barramentos de acesso
Historicamente, o acoplamento dos dispositivos de entrada/saída ao computador é feito através de barramentos, seguindo o padrão estabelecido pela arquitetura de Von Neumann. Enquanto o barramento dos primeiros sistemas era um simples agrupamento de fios, os barramentos dos sistemas atuais são estruturas de hardware bastante complexas, com circuitos específicos para seu controle.
Interface de acesso
Para o sistema operacional, o aspecto mais relevante de um dispositivo de entrada/saída é sua interface de acesso, ou seja, a abordagem a ser usada para acessar o dispositivo, configurá-lo e enviar dados para ele (ou receber dados dele).
Portas de saída (data-out ports)
usadas pelo processador para enviar dados ao dispositivo; essas portas são escritas pelo processador e lidas pelo dispositivo;
Portas de status (status ports)
usadas pelo processador para consultar o estado interno do dispositivo ou verificar se uma operação solicitada ocorreu sem erro; essas portas são escritas pelo dispositivo e lidas pelo processador;
Portas de entrada (data-in ports)
usadas pelo processador para receber dados provindos do dispositivo; são escritas pelo dispositivo e lidas pelo processador;
Portas de controle (control ports)
usadas pelo processador para enviar comandos ao dispositivo ou modificar parâmetros de sua configuração; essas portas são escritas pelo processador e lidas pelo dispositivo.
Endereçamento de portas
A forma de acesso às portas que compõem a interface de um dispositivo varia de acordo com a arquitetura do computador. Alguns sistemas utilizam entrada/saída mapeada em portas (port-mapped I/O), onde as portas que compõem a interface são acessadas pelo processador através de instruções específicas para operações de entrada/saída.
Interrupções
O acesso aos controladores de dispositivos através de suas portas é conveniente para a comunicação no sentido processador → controlador, ou seja, para as interações iniciadas pelo processador. Entretanto, essa forma de acesso é inviável para interações iniciadas pelo controlador, pois o processador pode demorar a acessar suas portas, caso esteja ocupado em outras atividades.