Interface externa SCSI e FireWire

Entrada e Saída 
 
 Além do processador e da memória, um terceiro elemento fundamental de um 
sistema de computação é o conjunto de módulos de E/S. Cada módulo se conecta com o 
barramento do sistema ou com comutador central e controla um ou mais dispositivos 
periféricos. 
 Os periféricos não podem se conectar diretamente ao barramento do sistema porque 
diversas razões: 
\u2022 Existe uma grande variedade de periféricos, com diferentes mecanismos de 
operação. Seria impraticável incorporar ao processador a lógica necessária para 
controlar vários dispositivos diferentes. 
\u2022 Como a taxa de transferência de dados dos periféricos é, freqüentemente, muito 
menor do que a taxa de transferência de dados da memória ou do processador, 
torna-se impraticável usar barramentos do sistema de alta velocidade para a 
comunicação direta com um periférico. 
\u2022 Os periféricos usam freqüentemente formatos de dados e tamanhos de palavras 
diferentes dos usados no computador ao qual estão conectados. 
 
Por razões, é requerido um módulo de E/S, que deve desempenhar duas funções 
principais: 
 
\u2022 Fornecer uma interface com o processador e a memória, através do barramento do 
sistema ou do comutador central. 
\u2022 Permitir a interface com um ou mais dispositivos periféricos, através de conexões 
de dados adequadas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Linhas de controle 
Linhas de dados 
Linhas de endereço 
Barramento 
do sistema 
Módulo de E/S 
 
 
 
Conexões com 
dispositivos 
periféricos 
 
 
 
Dispositivos Externos 
 
 As operações de E/S são efetuadas por meio de grande variedade de dispositivos 
externos, que oferecem para a troca de dados entre o ambiente externo e o computador. Um 
dispositivo externo é conectado ao computador através de uma conexão de um módulo de 
E/S. Essa conexão é usada para a transferência de dados, informações de controle e 
informações de estado entre o módulo de E/S e o dispositivo externo. Um dispositivo 
externo conectado a um módulo de E/S é freqüentemente denominado dispositivo 
periférico ou, simplesmente, periférico. 
 A figura abaixo mostra um modelo geral de um dispositivo externo. A interface com 
o módulo de E/S é constituída de sinais de controle, dados e estado. Os sinais de controle 
determinam a função a ser executada pelo dispositivo, tal como enviar dados para o módulo 
de E/S (INPUT ou READ), receber dados do módulo de E/S (OUTPUT ou WRITE), 
informar o estado dispositivo ou desempenhar alguma função de controle particular do 
dispositivo (por exemplo, movimentar o cabeçote do disco para uma determinada posição). 
Os dados formam um conjunto de bits a serem enviados para ou recebidos do módulo de 
E/S. Os sinais de estado indicam o estado do dispositivo. Por exemplo, os sinais 
READY/NOT-READY indicam se o dispositivo está pronto ou não para efetuar uma 
transferência de dados. 
 A lógica de controle associada ao dispositivo controla sua operação, em resposta a 
um comando recebido do módulo de E/S. Um transdutor é usado para converter dados 
codificados como sinais elétricos para alguma outra forma de energia, em uma operação de 
saída, ou dessa outro forma de energia para sinais elétricos, em uma operação de entrada. 
Tipicamente, é associada ao transdutor uma área de armazenamento temporário para os 
dados a serem transferidos entre o módulo de E/S e o ambiente externo; essa área 
normalmente tem o tamanho de 8 a 16 bits. 
 
 
Dados (específicos 
ao dispositivo) de e 
para o ambiente 
 
Lógica de 
controle 
Sinais de 
estado para o 
módulo de E/S
Sinais de dados (bist) 
de e para o módulo de 
E/s
Sinais de controle 
do módulo de E/S 
Área de 
Armazenamento temporário 
 
Transdutor 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Teclado/monitor de vídeo 
 
 A forma mais simples de interação entre computador e usuário. A unidade básica de 
troca de dados é um caractere. A cada caractere é associado um código tipicamente de 7 a 8 
bits. A codificação mais usada é um código de 7 bits conhecido nos Estados Unidos como 
ASCII (Americam Standard Code for Informatioan Interchange) \u2013 Código Padrão 
Americaco para Troca de Informações) e internacionalmente conhecido como Alfabeto de 
Referência Internacional da ITU-T. Cada caractere é representado por um código binário 
distinto de 7 bits; dessa maneira, podem ser representados até 128 caracteres diferentes. O 
código do caractere \u201cK\u201d, por exemplo, é 1001011. Alguns dos caracteres servem para 
controlar a impressão ou a exibição de caracteres; um exemplo é o caractere de retorno do 
carro. Outros caracteres de controle dizem respeito a procedimentos de comunicação. 
 
 
Módulo de E/S 
 
 As funções mais importantes de um módulo de E/S podem ser divididas nas 
seguintes categorias: 
 
\u2022 Controle e temporização 
\u2022 Comunicação com o processador 
\u2022 Comunicação com dispositivos 
\u2022 Área de armazenamento temporário de dados 
\u2022 Detecção de erros 
 
O processador pode comunicar-se a qualquer momento com um ou mais 
dispositivos externos, dependendo das necessidades de E/S do programa. Os recursos 
internos do sistema, tais como a memória principal e o barramento, são compartilhados 
para a realização de diversas atividades. Por isso, um módulo de E/S inclui funções de: 
 
Controle de temporização: Para controlar o fluxo de dados entre os recursos internos e os 
dispotivos externos. Por exemplo, o controle de transferência de dados de um dispositivo 
externo para o processador. 
 
Comunicação com o processador: envolve os seguintes tópicos: 
\u2022 Decodificação de comando 
\u2022 Dados 
\u2022 Informação de estado 
\u2022 Reconhecimento de endereço 
 
Comunicação com dispositivos: Essa comunicação envolve comandos, informação de 
estado e dados. Livro pagina 199 
 
Área de armazenamento temporário de dados: A transferência de dados da memória 
principal para o módulo de E/S é feita rapidamente. Esses dados são temporariamente 
armazenados no módulo de E/S e, então rapidamente para o dispositivo periférico em uma 
taxa adequada. 
 
Detecção de erros: e pelo envio de informações de erro para o processador. Possíveis erros 
incluem mau funcionamento mecânico ou elétrico sinalizado pelo dispositivo (por exemplo, 
uma falha de alimentação de papel na impressora ou uma trilha de disco defeituosa). 
 
 
A interface Externa : SCSI e FireWire 
 
 A interface de um módulo de E/S com um dispositivo periférico depende da 
natureza e da operação desse periférico. Uma característica importante é que uma interface 
pode ser serial ou paralela. 
 Em ima interface paralela, existem várias linhas de conexão entre o módulo de E/S e 
o periférico e diversos bits são transferidos ao mesmo tempo, da mesma maneira como 
todos os bits de uma palavra são transferidos simultaneamente através do barramento de 
dados. 
 Uma interface serial usa apenas uma linha para transferir dados, sendo os bits 
transferidos um de cada vez. 
 A interface paralela é mais usada para periféricos de alta velocidade, tais como fitas 
e discos. A serial é mais comum para impressoras e terminais. 
 Ambos os casos, o módulo de E/S tem de interagir com o periférico. Em termos 
gerais, a interação em uma operação de escrita pode ser descrita como a seguir: 
 
1 \u2013 O módulo de E/S envia um sinal de controle pedindo permissão para enviar um dado. 
2 \u2013 O periférico reconhece a requisição. 
3 \u2013 O módulo de E/S transfere dados (uma palavra ou um bloco, dependendo do tipo de 
periférico) 
4 \u2013 O periférico sinaliza o reconhecimento dos dados. 
 
 Um ponto importante para a operação de um módulo de E/S é a utilização de uma 
área interna de armazenamento temporário, para manter dados que estão sendo transferidos 
entre o periférico e o restante do sistema. Isso permite ao módulo de E/S compensar 
diferenças de velocidade entre o barramento do sistema e suas linhas externas. 
 
 
 
 
 
Para o barramento 
do sistena 
Modulo de E/S 
 
Área de 
armazenamento 
temporário 
Para o periférico
 
 
 
E/S paralela 
 
 
 
 
 
Para o barramento 
do sistena 
Modulo de E/S 
 
Área de 
armazenamento