Mudanças entre as edições de "MI1022806 2021 2 AULA13"

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(Criou página com '=Dispositivos de Entrada e Saída= Os dispositivos de entrada e saída (E/S) ou input/output (I /O), ou ainda '''periféricos''' são aqueles que permitem a interação entr...')
 
 
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=Dispositivos de Entrada e Saída=
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=Lista de Exercícios para AT2=
  
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Nossa segunda avaliação se aproxima. Esta lista de exercícios servirá de guia de estudos para
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vocês, não vou corrigi-la e também vocês não precisarão entregá-la mas vou tirar todas as
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dúvidas de vocês via grupo do WhatsApp.
  
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Os dispositivos de entrada e saída (E/S) ou input/output (I /O), ou ainda '''periféricos''' são aqueles que permitem a interação entre processador e usuário, ou entre processador e processador. Eles se enquadram dentro da denominada '''Arquitetura de Von Neumann''', que explica as principais partes de um computador.
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==Parte 1 – CPU e Barramentos==
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# Quais as funções da CPU?
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# Quais os componentes da CPU?
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# Para que serve a ULA?
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# Para que servem os registradores?
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# Com relação a funcionalidades, que tipo de registradores podemos encontrar em uma CPU?
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# Quantos registradores possui um processador da família 8088/8086, como são divididos e quais são suas funções e características?
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# Como se caracteriza o registrador PSW?
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# Para que serve o UC?
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# Como acontece um ciclo de busca-execução?
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# Quantas são as categorias de instruções e para servem?
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# Numa máquina hipotética de 32 bits qual é o formato da instrução e de um dado inteiro?
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# Para que serve interrupções em um microprocessador?
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# Quais são as fontes de interrupções mais comuns e como acontecem?
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# Como é o ciclo de interrupção quando alguma interrupção estiver pendente?
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# Como o processador trata múltiplas interrupções?
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# Qual a diferença em tratamento de interrupções com execução sequencial e com execução aninhada?
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# Para que serve o sinal de clock em um sistema microprocessado?
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# O que é e para que serve um barramento?
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# Cite os principais aspectos de um projeto de sistema de barramento.
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# Qual a diferença entre barramento serial e barramento paralelo?
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# Como pode ser estruturado um barramento?
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# Qual a diferença entre linhas de dados e linhas de endereço?
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# Para que serve as linhas de controle?
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# Qual a diferença de um barramento dedicado ou multiplexado?
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# Como o microprocessador decidi qual módulo terá prioridade no uso do barramento? Explique.
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# Cite os barramentos comuns de um microcomputador (PCs)?
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# Para que serve os barramentos de E/S?
  
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Desde o início da Informática, inúmeros dispositivos periféricos foram desenvolvidos. E inúmeros não são mais utilizados.
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==Parte 2 – Memória Interna==
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# O que é memória?
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[[image:fig_207_MI1022806.jpeg|center]]
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# Que tipo de memória é diretamente acessada pelo processador?
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# Para que serve o barramento de Entrada/Saída?
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Figura 1 - Exemplos de dispositivos periféricos.
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# Explique a razão do custo, velocidade e tamanho de memórias.
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# Como é organizada a memória de um computador?
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# Quantos bits têm em um petabyte (PB)?
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Os dispositivos de entrada ''codificam'' a informação que entra para o sistema binário, de forma que possa ser processada pelo computador.
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# Como se chama a quantidade de bits da memória principal que podem ser lidos ou escritos de uma só vez?
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# Como são acessados os dados de uma memória de acesso sequencial?
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Já os dispositivos de saída ''decodificam'' os dados binários em informação que pode ser compreendida pelo usuário, ou transmitida a outros sistemas.
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# Como são acessados os dados de uma memória de acesso direto?
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# O que significa acesso aleatório de uma memória?
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Há dispositivos que funcionam tanto para entrada como para saída de dados, como o fax-modem.  
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# O que caracteriza o desempenho de uma memória?
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# Quais são as tecnologias empregadas na fabricação de memórias?
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Muitos autores consideram memórias e drivers de memória também como dispositivos de entrada e saída. Mas, por já terem sido tratados no capítulo anterior, não serão citados nesta aula.
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# Quanto as características físicas explique o que é persistência e o que é alterabilidade.
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# Com quantos endereços ficaria uma memória de 512kB com arranjos de 8, 16 e 32 bits?
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Atualmente, outro dispositivo híbrido de dados é a rede de computadores.
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# Qual a capacidade de transferência das memórias DDR2 e como ela consegue fazer isso?
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# Desenhe o circuito do codificador de endereços constituído de portas lógicas inversora e E, cuja matriz de dados é formada por diodos semicondutores e as chaves de saídas constituídas por buffers ativos com zero. Complete e utilize a tabala abaixo.
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==Dispositivos de Entrada==
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{| border="1" cellpadding="5" cellspacing="0" style="text-align: center;"
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Os dispositivos de entrada mais conhecidos são:
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! colspan="2" style="background: #FFFFE0;" | Endereço
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* teclado,
+
! colspan="9" style="background: #FFFFE0;" | Dados
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* mouse,
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|-
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* microfone,
+
| style="border-bottom: 1px solid grey;" | A1
−
* câmera digital,
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| style="border-bottom: 1px solid grey;" | A0
−
* ''webcam'',
+
| style="border-bottom: 1px solid grey;" | HEX
−
* scanner,
+
| style="border-bottom: 1px solid grey;" | D7
−
* ''joystick'',
+
| style="border-bottom: 1px solid grey;" | D6
−
* caneta óptica,
+
| style="border-bottom: 1px solid grey;" | D5
−
* mesa digitalizadora,
+
| style="border-bottom: 1px solid grey;" | D4
−
* leitor de código de barras,
+
| style="border-bottom: 1px solid grey;" | D3
−
* luvas para realidade virtual (e/ou ''mousegloves''),
+
| style="border-bottom: 1px solid grey;" | D2
−
* sensores de movimento,
+
| style="border-bottom: 1px solid grey;" | D1
−
* ''touchpad''.
+
| style="border-bottom: 1px solid grey;" | D0
−
 
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|-
−
 
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| style="border-bottom: 1px solid grey;" | 0
−
 
+
| style="border-bottom: 1px solid grey;" | 0
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[[image:fig_208_MI1022806.jpeg|border|center|500px]]
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| style="border-bottom: 1px solid grey;" | B6
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| style="border-bottom: 1px solid grey;" |
−
Figura 2 - Dispositivos de entrada.
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| style="border-bottom: 1px solid grey;" |  
−
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| style="border-bottom: 1px solid grey;" |
−
 
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| style="border-bottom: 1px solid grey;" |
−
 
+
| style="border-bottom: 1px solid grey;" |
−
[[image:fig_209_MI1022806.png|center]]
+
| style="border-bottom: 1px solid grey;" |
−
<center>
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| style="border-bottom: 1px solid grey;" |
−
Figura 3 - Luvas para realidade virtual ou ''mousegloves''.
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| style="border-bottom: 1px solid grey;" |  
−
</center>
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| style="border-bottom: 1px solid grey;" | 0
−
 
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| style="border-bottom: 1px solid grey;" | 1
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[[image:fig_210_MI1022806.jpeg|border|center]]
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| style="border-bottom: 1px solid grey;" | 7A
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<center>
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| style="border-bottom: 1px solid grey;" |
−
Figura 4 - Mesa digitalizadora.
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| style="border-bottom: 1px solid grey;" |
−
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| style="border-bottom: 1px solid grey;" |  
−
 
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| style="border-bottom: 1px solid grey;" |
−
 
+
| style="border-bottom: 1px solid grey;" |
−
[[image:fig_211_MI1022806.png|border|center|500px]]
+
| style="border-bottom: 1px solid grey;" |
−
<center>
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| style="border-bottom: 1px solid grey;" |
−
Figura 5 - Sensores de movimento para ''games''.
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| style="border-bottom: 1px solid grey;" |  
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| style="border-bottom: 1px solid grey;" | 1
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==Dispositivos de Saída==
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| style="border-bottom: 1px solid grey;" | 0
−
 
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| style="border-bottom: 1px solid grey;" | 8D
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Os dispositivos de saída mais conhecidos são:
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| style="border-bottom: 1px solid grey;" |
−
* monitor,
+
| style="border-bottom: 1px solid grey;" |
−
* alto-falantes,
+
| style="border-bottom: 1px solid grey;" |
−
* impressora,
+
| style="border-bottom: 1px solid grey;" |  
−
* placa de vídeo,
+
| style="border-bottom: 1px solid grey;" |
−
* placa de som,
+
| style="border-bottom: 1px solid grey;" |  
−
* plotter,
+
| style="border-bottom: 1px solid grey;" |
−
* fax,
+
| style="border-bottom: 1px solid grey;" |  
−
* óculos para realidade virtual.
+
|-
−
 
+
| style="border-bottom: 1px solid grey;" | 1
−
 
+
| style="border-bottom: 1px solid grey;" | 1
−
 
+
| style="border-bottom: 1px solid grey;" | E7
−
 
+
| style="border-bottom: 1px solid grey;" |
−
[[image:fig_212_MI1022806.jpeg|border|center|500px]]
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| style="border-bottom: 1px solid grey;" |
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| style="border-bottom: 1px solid grey;" |
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Figura 6 - Exemplos de dispositivos de saída.
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| style="border-bottom: 1px solid grey;" |
−
 
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| style="border-bottom: 1px solid grey;" |
−
 
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| style="border-bottom: 1px solid grey;" |
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[[image:fig_213_MI1022806.jpeg|border|center|500px]]
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| style="border-bottom: 1px solid grey;" |
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|-
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Figura 7 - Impressora tipo ''plotter''.
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|}
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:17. Qual a principal diferenças entre as memórias EPROM, EEPROM e FLASH?
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:18. Como acontece a transferência de dados entre a CPU, memória cache e memória principal?
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[[image:fig_214_MI1022806.jpeg|border|center|500px]]
 
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Figura 8 - Óculos para realidade virtual.
 
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=Outros tipos de dispositivo=
 
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Também existem os dispositivos de comunicação que permitem a interação com outras máquinas:
 
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* placa de rede,
 
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* entradas de USB
 
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* roteador,
 
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* etc.
 
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−
E existem periféricos muito menos conhecidos, normalmente empregados em projetos de mais baixo nível, dedicados e/ou microcontrolados:
 
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* sensores para biomedicina,
 
−
* atuadores para biomedicina,
 
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* Motores de Passo,
 
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* Fotocélulas,
 
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* Termostatos,
 
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* braços robóticos,
 
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* etc.
 
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Todos estes periféricos operam através de '''interrupções''' que fazem com que as tarefas executadas pelo processador sejam suspendidas temporariamente, para atender às requisições de entrada e saída.
 
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Assim, os dispositivos de entrada e saída enviam interrupções ao processador através de um controlador que pode estar integrado no próprio processador, além de habilitar ou desabilitar estas petições.
 
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O procedimento envolve a execução da instrução, que estes valores sejam salvos para serem processados novamente, que a CPU atenda ao dispositivo e que finalmente, ao terminar a interrupção, volte à instrução obtida.
 
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Para realizar estas tarefas, as placas mãe que radicam os diferentes componentes de um computador dispõem de um sistema de barramento de controle.
 
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[[image:fig_216_MI1022806.png|border|center|600px]]
 
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Figura 9 - Fluxograma de E/S controlada por interrupção.
 
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==Resolução==
 
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A maioria dos periféricos, hoje em dia, tem como principal parâmetro de qualidade a '''resolução'''.
 
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A resolução da tela, ou da impressora, ou da câmera, plotter, display, etc, é responsável pela nitidez das imagens e do texto e depende dos seguintes parâmetros:
 
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* pixel - é uma abreviatura de ''picture elements'' e representa os pontos coloridos individuais, contidos em um visor.
 
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* dpi - ''dots per inch'', medida de pontos por polegada, densidade de pixels com relação ao tamanho do display.
 
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A resolução é expressa por meio do número de pixels no eixo horizontal (linhas) e no eixo vertical (colunas).
 
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Por exemplo: resolução de 800x600 significa que a tela tem 800 pixels na horizontal, por 600 pixels na vertical.
 
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Alguns padrões e resoluções típicas de monitores:
 
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* LCD e monitores de tela plana de 15,4" em laptops: WXGA (Wide XGA) - 1280x800
 
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* LCD de tela plana de 20": WSXGA+ (Wide SXGA plus) - 1680x1050
 
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* LCD de tela plana de 22" ou +: WUXGA (Wide Ultra XGA) - 1920x1200
 
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Obviamente, o tamanho da tela afeta a resolução.
 
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Assim, a mesma resolução de pixels é melhor em um monitor menor e pior em um monitor maior, pois o mesmo número de pixels se espalha para ocupar um espaço físico maior.
 
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Por exemplo, uma imagem com resolução de 800x600 em um monitor de 15" vai parecer mais definida, que quando exibida em um monitor de 19" polegadas com esta mesma resolução.
 
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Os dispositivos podem ter dois tipos de resolução: a ótica máxima e a interpolada.  
 
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Se a resolução ótica de um scanner popular é de 300 dpi, a resolução interpolada pode chegar a 9600 dpi.
 
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A resolução interpolada é aquela na qual o dispositivo, após fazer a leitura ótica máxima (limitada pelo tamanho da lente do dispositivo e pela resolução do [https://pt.wikipedia.org/wiki/Sensor_de_imagem CCD]), interpola outros pontos, entre os pontos que foram captados na leitura.
 
  
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==Parte 3 – Memória Externa, Dispositivos de E/S e Paralelismo==
  
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# Quais os tipos de memórias externas mais utilizados?
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# Qual o princípio de funcionamento dos HDs?
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# Quais as diferenças entre CD, DVD e Bluray?
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# O que é um PENDRIVE? Como funciona? Quais as tecnologias utilizadas na fabricação?
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# O que é um SSD? Como funciona? Quais as tecnologias utilizadas na fabricação?
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# O que eu preciso saber se eu quero ampliar a memória RAM do meu notebook?
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# O que eu ganho e/ou perco trocando o meu HD por um SSD?
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# Para que serve um dispositivo de E/S?
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# Cite dispositivos de entrada mais conhecidos.
 +
# Cite dispositivos de saídas mais conhecidos.
 +
# Placa de rede e entrada USB são exemplos de dispositivos de E/S?
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# Como funcionam os periféricos num PC?
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# Explique o que é resolução, onde aparecem, e do que dependem.
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# O que é HD, Full HD e 4k? Qual a diferença entre elas?
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# O que é paralelismo?
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# O que é um processador superescalar?
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# Sobre organização de processadores – o que são SISD, SIMD, MISD e MIND?
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# Explique como funcionam as arquiteturas paralelas atuais?
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# O que é paralelismo no nível de instrução?
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# O que é pipelining?
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# Explique a diferença na execução de instruções em uma máquina-base e numa máquina superescalar? Qual a vantagem de uma sobre a outra?
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# O que implica as chamadas dependências de desvios?
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# Quando ocorre um chamdo conflito de recursos?
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# Como pode ser definido um computador SMP?
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# Existe vantagens e desvantagens de um sistema SMP?
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# O que é um cluster de computadores?
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# Quais as vantagens e desvantagens de se utilizar clusters?
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# O que é NUMA?
  
  

Edição atual tal como às 13h49min de 13 de outubro de 2021

Lista de Exercícios para AT2

Nossa segunda avaliação se aproxima. Esta lista de exercícios servirá de guia de estudos para vocês, não vou corrigi-la e também vocês não precisarão entregá-la mas vou tirar todas as dúvidas de vocês via grupo do WhatsApp.

Parte 1 – CPU e Barramentos

  1. Quais as funções da CPU?
  2. Quais os componentes da CPU?
  3. Para que serve a ULA?
  4. Para que servem os registradores?
  5. Com relação a funcionalidades, que tipo de registradores podemos encontrar em uma CPU?
  6. Quantos registradores possui um processador da família 8088/8086, como são divididos e quais são suas funções e características?
  7. Como se caracteriza o registrador PSW?
  8. Para que serve o UC?
  9. Como acontece um ciclo de busca-execução?
  10. Quantas são as categorias de instruções e para servem?
  11. Numa máquina hipotética de 32 bits qual é o formato da instrução e de um dado inteiro?
  12. Para que serve interrupções em um microprocessador?
  13. Quais são as fontes de interrupções mais comuns e como acontecem?
  14. Como é o ciclo de interrupção quando alguma interrupção estiver pendente?
  15. Como o processador trata múltiplas interrupções?
  16. Qual a diferença em tratamento de interrupções com execução sequencial e com execução aninhada?
  17. Para que serve o sinal de clock em um sistema microprocessado?
  18. O que é e para que serve um barramento?
  19. Cite os principais aspectos de um projeto de sistema de barramento.
  20. Qual a diferença entre barramento serial e barramento paralelo?
  21. Como pode ser estruturado um barramento?
  22. Qual a diferença entre linhas de dados e linhas de endereço?
  23. Para que serve as linhas de controle?
  24. Qual a diferença de um barramento dedicado ou multiplexado?
  25. Como o microprocessador decidi qual módulo terá prioridade no uso do barramento? Explique.
  26. Cite os barramentos comuns de um microcomputador (PCs)?
  27. Para que serve os barramentos de E/S?

Parte 2 – Memória Interna

  1. O que é memória?
  2. Que tipo de memória é diretamente acessada pelo processador?
  3. Para que serve o barramento de Entrada/Saída?
  4. Explique a razão do custo, velocidade e tamanho de memórias.
  5. Como é organizada a memória de um computador?
  6. Quantos bits têm em um petabyte (PB)?
  7. Como se chama a quantidade de bits da memória principal que podem ser lidos ou escritos de uma só vez?
  8. Como são acessados os dados de uma memória de acesso sequencial?
  9. Como são acessados os dados de uma memória de acesso direto?
  10. O que significa acesso aleatório de uma memória?
  11. O que caracteriza o desempenho de uma memória?
  12. Quais são as tecnologias empregadas na fabricação de memórias?
  13. Quanto as características físicas explique o que é persistência e o que é alterabilidade.
  14. Com quantos endereços ficaria uma memória de 512kB com arranjos de 8, 16 e 32 bits?
  15. Qual a capacidade de transferência das memórias DDR2 e como ela consegue fazer isso?
  16. Desenhe o circuito do codificador de endereços constituído de portas lógicas inversora e E, cuja matriz de dados é formada por diodos semicondutores e as chaves de saídas constituídas por buffers ativos com zero. Complete e utilize a tabala abaixo.
Endereço Dados
A1 A0 HEX D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
0 0 B6
0 1 7A
1 0 8D
1 1 E7
17. Qual a principal diferenças entre as memórias EPROM, EEPROM e FLASH?
18. Como acontece a transferência de dados entre a CPU, memória cache e memória principal?

Parte 3 – Memória Externa, Dispositivos de E/S e Paralelismo

  1. Quais os tipos de memórias externas mais utilizados?
  2. Qual o princípio de funcionamento dos HDs?
  3. Quais as diferenças entre CD, DVD e Bluray?
  4. O que é um PENDRIVE? Como funciona? Quais as tecnologias utilizadas na fabricação?
  5. O que é um SSD? Como funciona? Quais as tecnologias utilizadas na fabricação?
  6. O que eu preciso saber se eu quero ampliar a memória RAM do meu notebook?
  7. O que eu ganho e/ou perco trocando o meu HD por um SSD?
  8. Para que serve um dispositivo de E/S?
  9. Cite dispositivos de entrada mais conhecidos.
  10. Cite dispositivos de saídas mais conhecidos.
  11. Placa de rede e entrada USB são exemplos de dispositivos de E/S?
  12. Como funcionam os periféricos num PC?
  13. Explique o que é resolução, onde aparecem, e do que dependem.
  14. O que é HD, Full HD e 4k? Qual a diferença entre elas?
  15. O que é paralelismo?
  16. O que é um processador superescalar?
  17. Sobre organização de processadores – o que são SISD, SIMD, MISD e MIND?
  18. Explique como funcionam as arquiteturas paralelas atuais?
  19. O que é paralelismo no nível de instrução?
  20. O que é pipelining?
  21. Explique a diferença na execução de instruções em uma máquina-base e numa máquina superescalar? Qual a vantagem de uma sobre a outra?
  22. O que implica as chamadas dependências de desvios?
  23. Quando ocorre um chamdo conflito de recursos?
  24. Como pode ser definido um computador SMP?
  25. Existe vantagens e desvantagens de um sistema SMP?
  26. O que é um cluster de computadores?
  27. Quais as vantagens e desvantagens de se utilizar clusters?
  28. O que é NUMA?


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