Modelo Entrada/Saída

7/26/2019 Modelo Entrada/Sada

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIACOLGIO TCNICO INDSTRIAL DA UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA

REDES DE COMPUTADORESORGANIZAO DE COMPUTADORES

ENTRADA E SADA (E/S) e ENDEREAMENTO

Carlos Eduardo Piassini

Santa Maria, RS2016


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LISTA DE FIGURAS

Figura 1Diagrama em blocos de um Dispositivo Externo................................................

Figura 2Exemplo de Teclado de Uso Geral......................................................................

Figura 3Exemplo de Monitor CRT...................................................................................

Figura 4Exemplo de Monitor LCD...................................................................................

Figura 5Padres de resoluo mais comuns em Monitores.........................................

Figura 6Impressora Matricial OkidataML 320.............................................................

Figura 7Mecanismos de Impresso: Impressora Matricial............................................

Figura 8Impressora de Jato de Tinta Epson Stylus Photo T50..........................................

Figura 9Impressora a Laser monocromticaXerox Phaser 3124....................................

Figura 10Modelo externo de disco rgido tpico.............................................................

Figura 11Trilhas e setores de um disco rgido.................................................................

Figura 12Estrutura de um Disco Rgido...........................................................................

Figura 13Imagem Interna de um Disco Rgido................................................................

Figura 14Dispositivos de E/S e sua velocidade de transmisso de dados........................

Figura 15Diagrama de Blocos de um Mdulo de E/S......................................................

Figura 16Modos de Endereamento.............................................................................

Figura 17: Quadro demonstrativo das caractersticas dos modos de endereamento......

Figura 18Tcnicas de E/S................................................................................................

Figura 19 Fluxograma de uma tpica operao de entrada de dados em um

microcomputador.............................................................................................................

Figura 20Exemplo de uma sequncia de atividades que ocorrem durante o desenrolar

de uma interrupo...........................................................................................................

Figura 21Operao de E/S com emprego de DMA..........................................................

Figura 22Organizao simplificada de um controlador de DMA.....................................

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NDICE

INTRODUO....................................................................................................................

1DISPOSITIVOS EXTERNOS............................................................................................

Teclado..............................................................................................................................

Monitor de vdeo...............................................................................................................

Impressoras.......................................................................................................................

Discos magnticos.............................................................................................................

2MDULOS DE ENTRADA E SADA................................................................................

3MODOS DE ENDEREAMENTO....................................................................................

Endereamento Imediato.................................................................................................

Endereamento Direto......................................................................................................

Endereamento Indireto...................................................................................................

Endereo de Registrador...................................................................................................

Endereamento indireto via registrador ...........................................................................

Endereamento por deslocamento...................................................................................

Endereamento a pilha.....................................................................................................

4TCNICAS DE CONTROLE PARA A TRANSFERNCIA DE DADOS...................................

E/S Programada................................................................................................................

E/S Dirigida por Interrupo.............................................................................................

Acesso Direto Memria (DMA).......................................................................................

CONCLUSO .....................................................................................................................

REFERNCIAS.....................................................................................................................

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INTRODUO

O presente trabalho tem por finalidade a pesquisa de questes referentes aos

processos e dispositivos de Entrada e Sada de um computador, alm dos Modos de

endereamento para localizar e ter acesso a dados. O objetivo ter um primeiro

contanto com o referido tema atravs da explicao a determinados tpicos, indicados

pela Professora da Disciplina de Organizao de Computadores. Para tanto, vamos nos

valer de reviso bibliogrfica. Optamos por deixar explcitos os tpicos propostos,

evitando realizar um grande texto integrando a todos, pois consideramos que nesse

momento a forma mais fcil de organizao e contato com o contedo pesquisado.

1DISPOSITIVOS EXTERNOS

As operaes de Entrada e Sada (E/S) so efetuadas por meio de grande

variedade de dispositivos externos, que oferecem um meio para a troca de dados entre

o ambiente externo e o computador. Um dispositivo externo conectado ao

computador atravs de uma conexo de um mdulo de E/S. Essa conexo usada para

a transferncia de dados, informaes de controle e informaes de estado entre o

mdulo de E/S e o dispositivo externo. Um dispositivo externo conectado a um mdulo

de E/S frequentemente denominado dispositivo perifrico ou, simplesmente,

perifrico (STALLINGS, 2003). De acordo com Stallings (2003, p. 194), os dispositivos

externos podem ser classificados em trs categorias:

Dispositivos voltados para a comunicao com o usurio (Ex.: terminais de vdeos e

impressoras).

Dispositivos voltados para a comunicao com a mquina (Ex.: discos de

armazenamento, como discos magnticos, sistemas de fitas, pen drives, sensores,

controladores usados em aplicaes de robtica).

Dispositivos voltados para a comunicao com dispositivos remotos (Ex.: modem,

placas de redes, terminais, mesmo um outro computador).

A interface com o mdulo de E/S constituda de sinais de controle, dados e

sinais de estado (Figura 1). Os sinais de controle determinam a funo a ser executada

pelo dispositivo, tal como enviar dados para o mdulo de E/S (INPUT ou READ), receberdados do mdulo de E/S (OUTPUT ou WRITE), informar o estado do dispositivo ou

desempenhar alguma funo de controle particular do dispositivo (por exemplo,

movimentar o cabeote do disco para uma determinada posio). Os dados formam um

conjunto de bits a serem enviados para ou recebidos do mdulo de E/S. Os sinais de

estado indicam o estado do dispositivo. Por exemplo, os sinais READY/NOT-READY

indicam se o dispositivo est pronto ou no para efetuar uma transferncia de dados. A

lgica de controle associada ao dispositivo controla sua operao, em resposta a um

comando recebido do mdulo de E/S. Um transdutor usado para converter dados

codificados como sinais eltricos para alguma outra forma de energia, em uma operaode sada, ou dessa outra forma de energia para sinais eltricos, em uma operao de


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entrada. Tipicamente, associada ao transdutor uma rea de armazenamento

temporrio para os dados a serem transferidos entre o mdulo de E/S e o ambiente

externo; essa rea normalmente tem um tamanho de 8 ou 16 bits (STALLINGS, 2003).

Figura 1Diagrama em blocos de um Dispositivo Externo

Fonte:STALLINGS, William. Arquitetura e Organizao de Computadores. So Paulo: Prentice Hall,2003. p. 195.

TecladoO teclado o dispositivo utilizado para dar a entrada a instrues vindas dos

usurios ao computador. Nesse caso, necessrio que ele seja capaz de identificar a

simbologia utilizada. Por isso, geralmente existe um teclado para cada lngua (ex.:

portugus, japons) ou inclusive dentro do mesmo idioma podem existir adaptaes de

teclado para pases diferentes. (ex.: para o Brasil (ABNT-2), Portugal (Pt)). Os teclados

mais populares so os de uso geral, aqueles compostos de todas as teclas alfabticas,

numricas e caracteres especiais (sinais de pontuao e operaes em geral) (FVERO,

2011).

Existem trs tecnologias de fabricao de teclas: teclas mecnicas (de contatodireto), teclas capacitivas; e teclas de efeito Hall, sendo que a mais utilizada a

tecnologia capacitiva. Nesse ltimo tipo, as teclas funcionam base da variao de

capacitncia1(uma propriedade eltrica) do acoplamento entre duas placas metlicas,

variao essa que ocorre quando uma tecla pressionada. Com isso, essas teclas

apresentam baixo custo e menor tamanho, alm de no apresentarem contatos

mecnicos, que podem oxidar com o tempo (MONTEIRO, 2001).

1Capacitncia (ou capacidade): a grandeza eltrica de um capacitor, determinada pela quantidade deenergia eltrica que pode ser armazenada em si por uma determinada tenso e pela quantidade decorrente alternada que o atravessa numa determinada frequncia (FVERO, 2011).


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Figura 2Exemplo de Teclado de Uso Geral

Fonte: https://reader009.{domain}/reader009/html5/0329/5abc2b0f70181/5abc2b1278f17.jpg

Os teclados funcionam de modo semelhante, embora com variaes decorrentes

da sua capacidade de teclas, rapidez de resposta desejada e custo. Um teclado tpico, o

dos microcomputadores atuais, de acordo com Monteiro (2001), funciona basicamente

da seguinte maneira:

Deteco do pressionamento de unia tecla: um processador interno ao teclado efetua

periodicamente uma varredura para detectar o pressionar de uma tecla.

Realizao do debouncitig do pressionamento: consiste em confirmar se realmente

a tecla foi pressionada. Para tanto, o processador repete vrias vezes a varredura sobre

a referida tecla.

Gerao do cdigo correspondente identificao da tecla pressionada: no caso dos

microcomputadores PC, isto significa a gerao, por um circuito codificador de colunas

e linhas, de um cdigo binrio (8 bits) referente tecla pressionada, denominado cdigode varredura (scan code).

Gerao de um sinal de interrupo: gera-se um sinal para a UCP do

microcomputador referente ao corrente (o pressionar da tecla), de modo a fazer

com que a UCPtome providncias relativas identificao da tecla em questo e seu

valor seja passado ao programa corrente.

A UCP troca sinais (relativos interrupo) com o processador do teclado, para

finalmente o cdigo de varredura ser transmitido para uma rea de memria principal,

onde interpretado por um programa de E/S residente no microcomputador.

O programa em questo (BIOS Basic Input Output System), sistema bsico deentrada/sada, realiza uma detalhada anlise no cdigo recebido, para verificar, por

exemplo, se a tecla foi pressionada sozinha ou em combinao com outra (como ALT),

ou se j existe uma tecla acionada anteriormente (a tecla de letras maisculas, por

exemplo, CAPS-LOCK) e, finalmente, coloca o cdigo ASCII correspondente na rea de

memria apropriada, de modo que aquele valor possa ser utilizado pela aplicao com

que o usurio esteja trabalhando no momento em que pressionou a tecla.

Monitor de vdeo

O monitor de vdeo um dispositivo de sada indispensvel ao uso doscomputadores pessoais (PC). Por meio dele possvel obtera partir da visoa maior


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parte das sadas geradas pela UCP, ou seja, a resposta s solicitaes que o usurio

encaminha para dentro do computador (ex.: formatar um texto, realizar um clculo,

fazer uma pesquisa de um arquivo). O resultado mostrado na tela a imagem produzida

e gerada no computador (pela UCP) e transmitida no formato binrio para o controlador

ou interface. Diferentes tecnologias de fabricao de monitores de vdeos esto

disponveis atualmente (FVERO, 2011).

Segundo Monteiro (2001), os monitores de vdeo podem ser classificados de

duas formas: de acordo com a tecnologia de criao e apresentao da imagem e quanto

forma com que os bits so passados do sistema para o vdeo. Sendo assim, as principais

tecnologias so:

a) CRT (Tubos de Raios Catdicos);

b) LED (Diodos Emissores de Luz);

c) LCD (Vdeos de Cristal Lquido);

d) TDP (Vdeos com Painel Estreito).

Atualmente, os populares monitores de vdeo CRT (inclusive os utilizados

nos televisores) esto gradativamente sendo substitudos pelos vdeos LCD.

Nos vdeos CRT, a imagem se forma em uma tela, a qual constituda por

uma pelcula de fsforo e, uma vez que um de seus pontos de imagem

atingido por um eltron, ele emite luze isso o que o olho humano capta (MONTEIRO,

2001). Os vdeos LCD so menos volumosos que os CRT, alm de serem mais econmicos

em relao ao consumo de energia e mais rpidos. So encontrados em palmtops e

notebooks, por exemplo, passando a ser cada vez mais comuns em PCs.

No monitor LCD utilizada a tecnologia de cristais lquidos para formar aimagem. Os cristais lquidos so substncias que tm sua estrutura molecular alterada

quando recebem corrente eltrica. Em seu estado normal, essas substncias so

transparentes, mas ao receberem uma carga eltrica tornam-se opacas, impedindo a

passagem da luz. Mas nos vdeos LCD atuais, como os que so usados em notebooks,

existem estados intermedirios, possibilitando a formao das tonalidades de cinza ou

em cores. Os tons intermedirios so gerados pela aplicao de diferentes nveis de

tenso

Figura 3Exemplo de Monitor CRT

Fonte: http://ocularis.es/blog/pics/monitor_CRT_17.jpg


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Figura 4Exemplo de Monitor LCD

Fonte: https://reader009.{domain}/reader009/html5/0329/5abc2b0f70181/5abc2b1767c53.jpg

Figura 5Padres de resoluo mais comuns em Monitores

Fonte: FVERO, Eliane Maria de Bortoli. Organizao e Arquitetura de Computadores. Pato Branco:Universidade Tecnolgica Federal do Paran, 2011.p. 102.

Impressoras

Assim como o monitor de vdeo, a impressora o perifrico clssico de sada,

onde as informaes armazenadas internamente no computador sob a forma binria


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so de algum modo convertidas em smbolos impressos em um meio externo qualquer

e em um formato inteligvel ao usurio (MONTEIRO, 2001). Ao se examinar uma

impressora, devem ser consideradas algumas caractersticas bsicas:

O volume de impresso que ela suporta em uma unidade de tempo.

Impressoras podem indicar sua vazo de impresso em caracteres por segundo

(cps), em linhas por minuto (lpm) e em pginas por minuto (ppm), dependendo

da tecnologia que utilizam para enviar os smbolos para o meio de impresso.

A tecnologia utilizada para gerar os smbolos a serem impressos. Atualmente,

impressoras podem ser do tipo: de impacto (de esfera, de margarida e matricial);

sem impacto; de jato de tinta; a laser; por transferncia de cera aquecida

(thermaUwax); por sublimao de tinta (dye sublimatior).

Segundo Fvero (2011), existem dois tipos bsicos de impressoras, de acordo

com as cores que so capazes de imprimir:

Monocromticas: imprimem com apenas uma cor e so mais rpidas que as

coloridas;

Coloridas: so capazes de criar imagens dividindo a pgina em milhares

ou milhes de pequenos pontos, denominados dots, os quais podemser endereados

pelo computador. Dessa forma, durante a impresso, o cabeoteda impressora move-

se no sentido horizontal e o papel movimenta-se no sentido vertical, podendo alternar

a impresso de pontos coloridos com pontos em branco em cada linha.

A seguir, apresentamos algumas caractersticas de alguns tipos de impressoras,

de acordo com os estudos de Monteiro (2001).

a)Matriciais (de impacto): Enquadram-se na categoria de impressoras de impacto. Essetipo de impressora se baseia normalmente na utilizao de agulhas, que, quando

pressionadas contra uma fita que contm um tipo de tinta, imprimem o smbolo

no papel que se encontra atrs da fita. A Figura 6 mostra uma cabea de

leitura realizando a impresso por meio de uma fita, sendo possvel observar

as agulhas (pinos) responsveis pela impresso.Onome matricial se deve ao fato de

que os caracteres impressos so formados por uma matriz de pontos. Esse tipo de

impressora confivel, mas ela lenta e barulhenta. utilizada para impresso de

formulrios, relatrios, pedidos, notas fiscais, enfim, documentos de uso frequente das

empresas. Tambm para impresso em espaos pequenos (ex.: de cupom fiscal) e coma utilizao de vias carbonadas. J foram impressoras baratas, mas, atualmente, em

funo da dificuldade de encontr-las, tendo em vista o surgimento de novas

tecnologias, tm se tornando bastante caras.

b)Jato de tinta (ink-jet): Uma das principais diferenas das impressoras jato de tinta para

as matriciais a forma como os caracteres so projetados no papel e o fato de no serem

impressoras de impacto. Ambas se utilizam de uma matriz de pontos, mas diferem na

tcnica utilizada para criar os pontos no papel. Neste tipo de impressora, o ponto o

resultado de uma gota de tinta que depositada no papel e secada por calor para no

escorreressa tecnologia de aquecimento tambm denominada bubble-jet. Diversasdessas gotas depositadas no papel moldam o formato do caractere, de modo


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semelhante aos pontos obtidos pela projeo das agulhas em impressoras matriciais.

Esse tipo de impressora geralmente de baixo custo, silenciosa, e com impresso de

alta qualidade.

Figura 6Impressora Matricial OkidataML 320

Fonte: http://www.intersolucao.com.br/produtosdetalhes_sv.asp?ProdutoID=46

Figura 7Mecanismos de Impresso: Impressora Matricial

Fonte: FVERO, Eliane Maria de Bortoli. Organizao e Arquitetura de Computadores. Pato Branco:Universidade Tecnolgica Federal do Paran, 2011. p. 103.

Figura 8Impressora de Jato de Tinta Epson Stylus Photo T50

Fonte: http://www.mservice.com.br/produto.asp?id=00003582


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c)Impressora a laser: Trata-se de um tipo de impressora que tem se tornado bastante

popular, no somente no ambiente empresarial, mas tambm no domstico. Isso foi

proporcionado pela baixa relao entre custo e desempenho. Diferentemente das

impressoras jato de tinta, em que a impresso ocorria pela aplicao de tinta ao papel

para a formao dos caracteres, as impressoras a laser se utilizam de um produto

chamado toner. O mecanismo de impresso funciona de modo semelhante ao das

copiadoras de documentos. A ideia formar, em um cilindro fotossensitivo, uma

imagem da pgina que ser impressa. Na sequncia, o toner, composto de partculas

minsculas, espalhado sobre a imagem criada no cilindro. Por fim, a imagem

transferida do cilindro para um papel e secada por intenso calor. Feito isso, o cilindro

deve ter sua imagem apagada para que uma nova imagem possa ser nele criada. A

imagem formada no cilindro atravs de um feixe de laser que aceso e apagado a cada

ponto do cilindro (como pixels em um vdeo), conforme a configurao binria e a

localizao dos caracteres que se quer imprimir.

Figura 9Impressora a Laser monocromticaXerox Phaser 3124

Fonte: http://www.submarino.com.br

Alm dos formatos de impressoras descritos acima, existem outras opes, as

quais so desenvolvidas para trabalhos especficos e no so comumente

encontradas. Um exemplo o plotter (para grandes impresses, por exemplo, de um

banner).

Discos magnticos

Os discos magnticos abrangem diversos dispositivos utilizados pelo sistema de

computao, tais como: disco rgido, os antigos disquetes e CD-ROM. Esses dispositivos

de E/S, considerados memrias secundrias (de armazenamento permanente de um

volume considervel de dados), so largamente utilizados, com exceo dos disquetesou discos flexveis. O disco magntico (disco rgido ou hard disk) uma das principais

unidades de E/S de um computador; onde ficam localizados todos os dados (pastas e


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arquivos) e os programas a serem carregados para a memria principal para execuo

(FVERO, 2011).

Um disco rgido constitudo de uma pilha de discos metlicos (normalmente de

alumnio), inseridos sobre um mesmo eixo. Cada disco uma superfcie circular fina e

coberta com uma camada de material magnetizvel, o qual pode receber gravaes. O

material pode estar presente em uma ou em ambas as superfcies do disco, as quais so

normalmente chamadas de faces (lados). Ainda normalmente, um disco magntico

fabricado com dupla face de armazenamento, de modo que tenha maior capacidade de

armazenar (MONTEIRO, 2001).

Os discos so montados em um eixo, o qual sofre rotaes provocadas por um

motor de rotao, que responsvel por manter uma velocidade constante.

Inicialmente os discos rgidos utilizavam motores de 3.600 rotaes por minuto (RPM).

Atualmente, os discos rgidos mais utilizados apresentam 5.600 ou 7.200 RPM. Existem

discos com medidas de rotao maiores (ex.: 10.000 RPM), mas no so to populares.

Quanto maior a velocidade de rotao, maior o preo, mas tambm maior o

desempenho do disco (FVERO, 2011).

Figura 10Modelo externo de disco rgido tpico

Fonte: http://www.clubedohardware.com.br/artigos/1023

Sobre a superfcie de um disco, h um elemento mecnico denominado brao, oqual transporta uma cabea de leitura/gravao, efetuando um movimento transversal

sobre as trilhas dispostas no disco, de modo a realizar as operaes de leitura e gravao

sobre a trilha. As diversas trilhas de um disco so numeradas, ou seja, possuem um

endereo especfico, a partir da trilha mais externa (endereo 0), at a trilha mais interna

(endereo N-1). Dessa forma, como cada trilha possui grande capacidade de

armazenamento de bytes, elas so divididas em pedaos menores, chamados setores

(MONTEIRO, 2001).

Existe uma cabea de leitura/gravao para cada face (lado) do disco. As cabeas

ficam montadas em um brao, movido por um elemento chamado atuador. Como osbraos/cabeas se movimentam juntos, quando o atuador se desloca para acessar uma

determinada trilha de certa superfcie (ex.: trilha 12 da superfcie 05), todas as cabeas


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estacionam sobre a trilha de mesmo endereo (no exemplo, trilha 12) em cada

superfcie (ou face de um dos discos). Dessa forma o conjunto de trilhas de mesmo

endereo (localizadas em cada superfcie), acessado em um nico movimento do

atuador, denomina-se cilindro. Destaca-se que o acesso por cilindro aumenta a

produtividade do sistema de disco, quando se movimentam grandes volumes de dados,

pelo fato de economizar tempo de busca (seek), em relao ao acesso trilha por trilha.

Pelo fato de as cabeas de leitura/gravao estarem afixadas em uma mesma haste,

todas as cabeas movimentam-se juntas (MONTEIRO, 2001).

Figura 11Trilhas e setores de um disco rgido

Fonte: http://www.infowester.com/hds1.php

Figura 12Estrutura de um Disco Rgido

Fonte: http://www.portalsaofrancisco.com.br/alfa/historia-do-computador/unidades-de-memoria.php


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Figura 13Imagem Interna de um Disco Rgido


2MDULOS DE ENTRADA E SADA

As funes mais importantes de um mdulo de E/S, segundo Stallings (2003), ser

divididas nas seguintes categorias:

Controle e temporizao

Comunicao com o processador Comunicao com dispositivos

rea de armazenamento temporrio de dados

Deteco de erros

O processador pode comunicar-se a qualquer momento com um ou mais

dispositivos externos, dependendo das necessidades de E/Sdo programa. Os recursos

internos do sistema, tais como a memria principal e o barramento, so compartilhados

para a realizao dediversas atividades, incluindo a E/Sde dados. Por isso, um mdulo

de E/Sinclui funes de controle e temporizao, para controlar o fluxo de dados entre

os recursos internos e os dispositivos externos (STALLINGS, 2003). Por exemplo, ocontrole de transferncia de dados de um dispositivo externo para o processador,

segundo Stallings (2003), pode envolver a seguinte sequncia de etapas:

1. O processador interroga o mdulo de E/Spara verificar o estado do dispositivo a ele

conectado.

2. O mdulo de E/Sretorna o estado do dispositivo.

3. Se o dispositivo estiver em operao e pronto para transmitir, o processador

requisitar a transferncia de dados, enviando um comando para o mdulo de E/S.

4. O mdulo de E/S obtm uma unidade de dados (por exemplo, 8 ou 16 bits) do

dispositivo externo.


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5. Os dados so transferidos do mdulo de E/Spara o processador. Se um barramento

usado pelo sistema, cada uma das interaes entre o processador e o mdulo de E/S

envolve uma ou mais arbitraes do barramento.

O cenrio simplificado descrito anteriormente mostra tambm que o mdulo de

E/S deve ser capaz de comunicar-se tanto com o processador quanto com o dispositivo

externo. A comunicao com o processador, diz Stallings (2003), envolve os seguintes

tpicos:

Decodificao de comando: o mdulo de E/Srecebe comandos do processador,

enviados tipicamente como sinais, atravs do barramento de controle. Por

exemplo, um mdulo de E/S ao qual conectada uma unidade de disco pode

aceitar os seguintes comandos: leitura de setor, escrita de setor, busca de uma

determinada trilha e pesquisa por um registro com um determinado

identificador. No caso dos dois ltimos comandos, um parmetro enviado

atravs do barramento de dados.

Dados: os dados so transferidos entre o processador e o mdulo de E/Satravs

do barramento de dados. Informao de estado: como os perifricos so, em

geral, muito lentos, importante conhecer o estado do mdulo de E/S. Por

exemplo, em uma operao de leitura, o mdulo de E/Spode muitas vezes no

estar pronto para enviar os dados requeridos para o processador porque ainda

est processando o comando de E/Santerior. Essa informao enviada como

um sinal de estado. Alguns sinais de estado comuns so BUSY (ocupado) e READY

(pronto). Pode tambm haver sinais que especificam condies de erro.

Reconhecimento de endereo: assim como cada palavra da memria, cadadispositivo de E/S tem um endereo. Dessa maneira, o mdulo de E/S deve

reconhecer um endereo distinto para cada perifrico que ele controla. Por

outro lado, um mdulo de EIS deve ser tambm capaz de realizar comunicao

com os dispositivos. Essa comunicao envolve comandos, informao de estado

e dados.

Uma tarefa essencial de um mdulo de E/S o armazenamento temporrio de

dados. Enquanto a taxa de transferncia de dados entre a memria principal e o

processador bastante alta, as taxas da maioria dos dispositivos perifricos so de

ordens de grandeza menores e compreendem uma ampla faixa de valores. Atransferncia de dados da memria principal para o mdulo de E/S feita rapidamente.

Esses dados so temporariamente armazenados no mdulo de E/Se, ento, enviados

para o dispositivo perifrico em uma taxa adequada. Na transmisso em sentido oposto,

os dados so tambm armazenados temporariamente no mdulo de E/S, para no reter

a memria em uma transferncia de dados a baixa velocidade. Dessa maneira, o mdulo

de E/S deve ser capaz de realizar operaes tanto velocidade da memria quanto do

dispositivo externo (STALLINGS, 2003).

Finalmente, um mdulo de ESfrequentemente responsvel pela deteco de erros

e pelo envio de informaes de erro para o processador. Possveis erros incluem maufuncionamento mecnico ou eltrico sinalizado pelo dispositivo (por exemplo, uma falha


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de alimentao de papel na impressora ou uma trilha de disco defeituosa), assim como

alteraes no padro de bits transmitido por um dispositivo para o mdulo de E/S

(STALLINGS, 2003).

Figura 14Dispositivos de E/S e sua velocidade de transmisso de dados


Figura 15Diagrama de Blocos de um Mdulo de E/S

Fonte: STALLINGS, William. Arquitetura e Organizao de Computadores. So Paulo: Prentice Hall, 2003.

p. 201.


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3MODOS DE ENDEREAMENTO

A existncia de vrios mtodos para localizar um dado que est sendo

referenciado em uma instruo se prende necessidade de dotar os sistemas de

computao da necessria flexibilidade no modo de atender aos diferentes requisitos

dos programas. H instrues em que ineficiente usar o dado armazenado na MemriaPrincipal (MP), como, por exemplo, no caso de um contador, o qual tem um valor fixo

inicial e, durante a execuo do programa, sistematicamente atualizado. Nesse caso,

melhor seria se o referido contador (dado) fosse inicialmente transferido para um

registrador disponvel na UCP e l permanecesse (sendo diretamente atualizado na UCP)

at o final da execuo do programa, em vez de ir da MP para a UCP e vice-versa (para

atualizao de seu valor), o que acarreta um considervel gasto de tempo para os

repetidos ciclos de leitura e gravao. Por outro lado, a manipulao de vetores acarreta

a necessidade de se estabelecer um mtodo eficaz de endereamento para variveis

que ocupam posies contguas de memria. E assim por diante (MEDEIROS, 2001).

Em um formato de instruo tpico, os campos de endereo so relativamente

pequenos. Para possibilitar a referncia a uma grande quantidade de posies de

memria principal ou, em alguns sistemas, de memria virtual, vrias tcnicas de

endereamento tm sido empregadas. Todas essas tcnicas envolvem decises que

contrapem a quantidade de posies de memria endereveis e/ou a flexibilidade de

endereamento ao nmero de referncias memria em cada instruo e/ou

complexidade do clculo de endereos (STALLINGS, 2003). As tcnicas de

endereamento mais comuns so:

Endereamento imediato

Endereamento direto

Endereamento indireto

Endereamento de registrador

Endereamento indireto via registrador

Endereamento por deslocamento

Endereamento a pilha.

Dois comentrios so pertinentes. Primeiro, quase todas as arquiteturas de

computadores fornecem mais de um modo de endereamento. Surge ento a questode como a unidade de controle pode determinar o modo de endereamento a ser usado

em uma determinada instruo. Diversas abordagens podem ser adotadas.

Frequentemente, cdigos de operao diferentes usam modos de endereamento

diferentes. Alm disso, um ou mais bits do formato de instruo podem constituir um

campo de modo de endereamento. O valor desse campo determina o modo de

endereamento que deve ser usado. Segundo, em um sistema sem memria virtual, o

endereo efetivo (EA) um endereo de memria principal ou um registrador. O

mapeamento para endereo fsico funo do mecanismo de paginao e invisvel

para o programador (STALLINGS, 2003).


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Figura 16Modos de Endereamento

Fonte: STALLINGS, William. Arquitetura e Organizao de Computadores. So Paulo: Prentice Hall, 2003.p. 398.Notao adotada na figura 16:(A) contedo de campo de endereo da instruo(R) contedo de campo de endereo que referencia um registrador(EA) endereo real (efetivo) da posio que contm o operando

(X) contedo da posio de endereo X


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Endereamento Imediato:

O mtodo mais simples e rpido de obter um dado indicar seu prprio valor no

campo operando da instruo, em vez de busc-lo na memria. A vantagem desse

mtodo reside no curto tempo de execuo da instruo, pois no gasta ciclo de

memria para a mesma, exceto o nico requerido para a busca da instruo. Assim, o

dado transferido da memria juntamente com a instruo, visto estar contido no

campo operando da instruo (MONTEIRO, 2001).

Como destaca Stallings (2003), O valor do operando especificado diretamente

na instruo (Ex.: OPERANDO=A). Esse modo pode ser usado para definir e usar

constantes ou para atribuir valores iniciais em variveis. O nmero tipicamente

armazenado na representao em complemento de dois; o bit mais esquerda do

campo de operando usado como bit de sinal. Quando o operando carregado em um

registrador de dados, o bit de sinal propagado para a esquerda at preencher todo o

registrador.

O endereamento imediato, til para inicializao de contadores (um valor

sempre fixo em toda execuo do mesmo programa); na operao com constantes

matemticas; para armazenamento de ponteiros em registradores da UCP; ou para

indicao da quantidade de posies em que um determinado nmero ser deslocado

para a direita ou para a esquerda (em operaes de multiplicao e diviso) (MONTEIRO,

2001).

A vantagem do endereamento imediato no requerer qualquer acesso

memria para obter o operando alm do acesso para obter a prpria instruo,

economizando, portanto, um ciclo de cache ou de memria no ciclo de instruo. Adesvantagem que o tamanho do operando limitado pelo tamanho do campo de

endereo, o qual, na maioria dos conjuntos de instrues, bem menor que o tamanho

de uma palavra (STALLINGS, 2003). Outra desvantagem o fato de que, em programas

repetidamente executados, com valores de variveis diferentes a cada execuo, esse

mtodo acarretaria o trabalho de alterao do valor do campo operando a cada

execuo (dado de valor diferente). Praticamente, todo computador possui uma ou mais

instrues que empregam o modo de endereamento imediato: para instrues de

desvio; de movimentao de um dado; para operaes aritmticas com uma constante,

etc (MONTEIRO, 2001).

Endereamento Direto:

Nesse mtodo, o valor binrio contido no campo operando da instruo indica o

endereo de memria onde se localiza o dado. O endereo pode ser o de uma clula

onde o dado est inteiramente contido ou pode indicar o endereo da clula inicial,

quando o dado est armazenado em mltiplas clulas. tambm um modo simples de

acesso, pois requer apenas uma referncia MP para buscar o dado, sendo, porm, mais

lento que o modo imediato, devido naturalmente referncia memria. Quando um

dado varia de valor a cada execuo do programa, a melhor maneira de utiliz-lo ,inicialmente, armazen-lo na MP (do dispositivo de entrada para a memria). O


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programa, ento, usa o dado pelo modo direto, em que a instruo indica apenas o

endereo onde ele se localiza (MONTEIRO, 2001).

Uma possvel desvantagem desse processo est na limitao de memria a ser

usada, conforme o tamanho do campo operando. Isto , se o campo tiver um tamanho,

por exemplo, de 12 bits, com o emprego do modo direto, somente se pode acessar as

clulas de endereo na faixa de 0 a 4095 (decimal), correspondentes aos valores binrios

000000000000 a 111111111111 (MONTEIRO, 2001).

Endereamento Indireto:

No endereamento direto, o tamanho do campo de endereo normalmente

menor que o tamanho de uma palavra, o que limita a faixa de endereos que podem ser

especificados. Uma possvel soluo para esse problema especificar, no campo de

endereo, o endereo de uma palavra de memria, que, por sua vez, contm o endereo

do operando (Ex.: EA = (A) - a expresso (A) deve ser interpretada como o contedo da

posio (endereo) A) (STALLINGS, 2003).

A vantagem dessa abordagem que, se uma palavra tem N bits, o espao de

endereamento agora disponvel tem tamanho 2N. A desvantagem que so

necessrios dois acessos memria para obter o operando da instruo: o primeiro para

obter o endereo do operando e o segundo para obter seu valor. Embora o nmero de

palavras que podem ser endereadas seja agora igual a 2N, o nmero de endereos

efetivos distintos que podem ser referenciados em qualquer instante limitado a 2K,

onde K o tamanho do campo de endereo. Essa limitao tipicamente no muito

restritiva e pode ser tolerada. Em um ambiente de memria virtual, todas as posiesde endereo efetivo de um processo podem ser confinadas pgina 0 de qualquer

processo (STALLINGS, 2003).

Como o campo de endereo de uma instruo pequeno, elas produziro

naturalmente endereos diretos de baixa numerao, que pertencem pgina 0. A nica

restrio que o tamanho da pgina deve ser maior ou igual a 2K. Enquanto o processo

estiver ativo, ocorrero repetidas referncias pgina 0, fazendo com que essa pgina

permanea na memria real. Portanto, uma referncia indireta memria envolver,

no mximo, uma falta de pgina em vez de duas (STALLINGS, 2003).

Uma variante de endereamento indireto raramente usada o endereamentoindireto de mltiplos nveis ou em cascata (Ex.: EA = ( ...(A)...) - Nesse caso, um bit da

palavra de endereo um indicador de endereamento indireto (I). Se o bit I for 0, a

palavra contm o endereo efetivo EA. Se o bit I for 1, ento outro nvel de

endereamento indireto usado). Parece no existir qualquer vantagem particular

nessa abordagem e sua desvantagem que podem ser requeridos trs ou mais acessos

memria para obter o operando (STALLINGS, 2003).

Endereo de Registrador:

Esse mtodo tem caracterstica semelhante aos modos direto e indireto, excetoque a clula (ou palavra) de memria referenciada na instruo substituda por um


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dos registradores da UCP. Com isso, o endereo mencionado na instruo passa a ser o

de um dos registradores, e no mais de uma clula da MP. A primeira vantagem, logo

observada, consiste no menor nmero de bits necessrios para enderear os

registradores, visto que esses existem em muito menor quantidade que as clulas de

memria. Isto reduz o tamanho geral da instruo. Um computador que tenha uma UCP

projetada com 16 registradores requer apenas 4 bits para endere-los (cada um dos 16

registradores tem um endereo de 4 bits, de 0 a FI6, por exemplo); no caso de

endereamento de clulas de MP, h necessidade de 20 ou mais bits para indicar o

endereo de cada uma das clulas. Outra vantagem est no prprio emprego do dado,

que passa a ser armazenado em um meio (registrador) cujo acesso muito mais rpido

que o acesso memria (MONTEIRO, 2001).

O tempo de acesso a um registrador interno da CPU muito menor que o tempo

de acesso memria principal. A desvantagem do endereamento de registrador que

o espao de endereamento muito limitado. Se o modo de endereamento de

registrador for muito usado em um conjunto de instrues, isso significar que os

registradores da CPU sero muito usados. Como o nmero de registradores

rigidamente limitado (em comparao ao nmero de posies de memria principal),

apenas faz sentido utiliz-los dessa maneira se eles forem usados eficientemente. Se, a

cada operao, o operando for trazido da memria para um registrador, usado na

operao e em seguida armazenado de volta na memria, um passo intermedirio

dispendioso ter sido adicionado. Em vez disso, se o operando permanecer mais tempo

no registrador, sendo usado em diversas operaes, obteremos assim uma real

economia de tempo (STALLINGS, 2003).

Figura 17: Quadro demonstrativo das caractersticas dos modos de endereamento

Fonte: MONTEIRO, MRIO A. Introduo Organizao de Computadores. Rio de Janeiro: LTC, 2001.p. 335.


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Endereamento indireto via registrador:

Assim como o endereamento de registrador anlogo ao endereamento

direto, o endereamento indireto via registrador anlogo ao endereamento indireto.

Em ambos os casos, a nica diferena que o campo de endereo se refere a um

registrador e no a uma posio de memria. Portanto, no endereamento indireto via

registrador, EA = (R).

As vantagens e as limitaes do endereamento indireto via registrador so

basicamente as mesmas do endereamento indireto. Ambos so usados para superar a

limitao do espao de endereamento, dada pelo tamanho do campo de endereo,

fazendo com que o campo de endereo referencie uma palavra de memria que contm

um endereo. Entretanto, o endereamento indireto via registrador requer um acesso

memria a menos que o endereamento indireto (STALLINGS, 2003).

Endereamento por deslocamento:

um modo de endereamento bastante poderoso, que combina as capacidades

do endereamento direto e do endereamento indireto via registrador. Ele conhecido

por uma variedade de nomes, dependendo do contexto de uso, embora o mecanismo

bsico seja o mesmo. Referimo-nos a ele como endereamento por deslocamento(Ex.:

EA = A + (R)).

O endereamento por deslocamento requer que a instruo tenha dois campos

de endereo, pelo menos um dos quais explcito. O valor contido em um dos campos

de endereo (valor = A) usado diretamente. O outro campo de endereo, ou umareferncia implcita baseada no cdigo de operao, especifica um registrador cujo

contedo adicionado a A, para produzir o endereo efetivo.

Os trs usos mais comuns do endereamento por deslocamento so:

Endereamento relativo

Endereamento via registrador-base

Indexao

Endereamento relativo:

O registrador referenciado implicitamente o contador de programa (PC). Isto, o endereo da instruo corrente adicionado ao campo de endereo para produzir

o endereo efetivo EA. Nessa operao, o campo de endereo tipicamente tratado

como um nmero em complemento de dois. Portanto, o endereo efetivo um

deslocamento relativo ao endereo da instruo. Se a maioria das referncias memria

para posies relativamente prximas instruo que est sendo executada, ento o

uso de endereamento relativo economiza bits de endereo na instruo (STALLINGS,

2003).


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Endereamento via registrador-base:

O registrador referenciado contm um endereo de memria e o campo de

endereo, um deslocamento em relao a esse endereo (normalmente representado

como um nmero inteiro sem sinal). A referncia ao registrador pode ser explcita ou

implcita. Esse tipo de endereamento tambm explora a localidade de referncias

memria e constitui uma forma conveniente de implementar a segmentao de

memria. Algumas implementaes empregam um nico registrador-base de

segmento, que referenciado implicitamente. Em outras, o programador pode escolher

o registrador que conter o endereo-base do segmento, sendo este referenciado

explicitamente na instruo. Nesse ltimo caso, se o tamanho do campo de endereo

for K e o nmero de registradores que podem ser usados for N, a instruo poder

referenciar qualquer uma das N reas de 2K palavras (STALLINGS, 2003).

Indexao:

No modo de indexao (tambm conhecido como modo indexado), a

interpretao tipicamente a seguinte: o campo de endereo contm um endereo de

memria principal e o registrador especificado, um deslocamento positivo relativo a

esse endereo. Note que isso o oposto da interpretao dada no caso do

endereamento via registrador-base. claro que essa diferena no apenas uma

questo de interpretao do usurio. Como o campo de endereo considerado um

endereo de memria no modo de indexao, ele geralmente contm maior nmero de

bits que o campo de endereo de uma instruo com endereamento via registrador-

base. Alm disso, veremos que existem alguns refinamentos para a indexao que noseriam teis no contexto de endereamento via registrador-base. Entretanto, o mtodo

de clculo do endereo efetivo o mesmo nos dois casos e em ambos a referncia ao

registrador algumas vezes explcita e outras vezes implcita (para diferentes tipos de

CPU). Um uso importante da indexao como um mecanismo eficiente para

implementar operaes iterativas (STALLINGS, 2003).

Endereamento a pilha:

Uma pilha consiste em uma sequncia linear de posies de memria, tambm

conhecida como lista pushdown oufila UFO (last-in-jirst-out). A pilha um blocoreservado de posies de memria. Itens podem ser colocados no topo da pilha, de

modo que, a qualquer instante, esse bloco esteja parcialmente preenchido. associado

pilha um apontador, que contm o endereo do item no topo da pilha.

Alternativamente, os dois elementos no topo da pilha podem ser mantidos em

registradores da CPU e, nesse caso, o apontador de topo da pilha indica o terceiro

elemento da pilha. Oapontador de topo da pilha (conhecido como apontador de pilha

ou stack pointer) mantido em um registrador. Portanto, referncias a posies de

memria na pilha so feitas, de fato, por endereamento indireto via registrador. O

modo endereamento a pilha uma forma de endereamento implcito. As instruesde mquina no precisam incluir uma referncia memria, operando implicitamente


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sobre o topo da pilha. O uso de pilhas no era muito comum, mas est se tomando

bastante comum em microprocessadores (STALLINGS, 2003).

4TCNICAS DE CONTROLE PARA A TRANSFERNCIA DE DADOS

Durante a execuo de um programa, por diversas vezes a UCP tem necessidade

de enviar ou receber dados de algum dispositivo perifrico. Para tanto, da mesma forma

que acontece com a comunicao UCP/MP, necessrio que a UCP indique o endereo

correspondente ao perifrico desejado, pois h sempre mais de um perifrico ligado a

um sistema de computao. Cada perifrico conectado ao sistema de computao

possui um endereo, denominado endereo da porta de E/S (port. mimber), visto que

cada perifrico se conecta por uma porta. Conforme a quantidade de bits que tenha sido

estabelecida no projeto do sistema para definir endereos de E/S, teremos o limite de

perifricos que podem ser conectados ao sistema. Se, por exemplo, os endereos de E/S

forem nmeros com 8 bits de tamanho, ento somente ser possvel conectar at 256

perifricos ao sistema. O acesso da UCP a um perifrico obtido atravs do barramento

do sistema e do respectivo interface do perifrico (MONTEIRO, 2001).

A comunicao entre UCP e o interface pode ocorrer atravs de um entre trs

possveis mtodos:

Entrada/sada por programa (programada).

Entrada/sada com emprego de interrupo (dirigida por interrupo).

Acesso Direto Memria (DMA Direct Memory Access).

Na E/S programada, os dados so transferidos entre o processador e o mdulo deE/S. O processador executa um programa e tem controle direto da operao de E/S,

incluindo a deteco do estado do dispositivo, o envio de comandos de leitura ou escrita

e a transferncia de dados. Quando o processador envia um comando para o mdulo de

E/S, ele tem de esperar at que essa operao seja completada. Se o processador for

mais rpido que o mdulo de E/S, essa espera representar um desperdcio de tempo

de processamento. Na E/S dirigida por interrupo, o processador envia um comando

de E/S e continua a executar outras instrues, sendo interrompido pelo mdulo de E/S

quando este tiver completado seu trabalho. Tanto na E/S programada quanto na E/S

dirigida por interrupo, o processador responsvel por obter dados da memriaprincipal, em uma operao de sada, e por armazenar dados na memria principal, em

uma operao de entrada. A tcnica alternativa conhecida como acesso direto

memria (direet memory access - DMA). Nesse caso, a transferncia de dados entre o

mdulo de E/S e a memria principal feita diretamente sem envolver o processador

(STTALINGS, 2003).


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Figura 18Tcnicas de E/S

Fonte: STALLINGS, William. Arquitetura e Organizao de Computadores. So Paulo: Prentice Hall, 2003.p. 202.

Figura 19 Fluxograma de uma tpica operao de entrada de dados em um

microcomputador

Fonte: MONTEIRO, MRIO A. Introduo Organizao de Computadores. Rio de Janeiro: LTC, 2001. p.

410.


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E/S Programada:

Com esse mtodo, a UCP executa diretamente instrues de E/S, enviando e

recebendo dados do interface de E/S. Cada instruo serve para uma ao tpica de E/S,

como examinar o estado de um interface, realizar a operao de E/S com o interface

(enviar um byte de dados ou receber um byte de dados). Uma tpica operao de

entrada (E) em um microcomputador apresentada no fluxograma da Figura 19. O

fluxograma considera que um conjunto de bytes ou palavras deve ser introduzido no

sistema (operao de entrada) e que cada byte ou palavra trazido para a UCP, sendo

modificado de alguma forma e, em seguida, transferido para um bufter de memria.

Quando todo o conjunto de dados tiver sido armazenado no buffer, este ser

processado (MONTEIRO, 2001).

Para executar uma operao de E/S, a UCP deve enviar o endereo do dispositivo

e do seu interface e o comando de E/S desejado. Um comando de E/S pode ser de leitura

(o interface interpreta o comando e busca um byte ou palavra do registrador interno do

dispositivo e o coloca em seu registrador). A UCP necessita posteriormente receber o

dado, solicitando que o interface o coloque no barramento (outra instruo). Outro

possvel comando de E/S o de escrita, semelhante ao de leitura, exceto que em sentido

contrrio. H tambm comandos de verificao de erros e de controle do perifrico

(MONTEIRO, 2001).

A grande desvantagem deste mtodo consiste no intenso uso de UCP. Como tem

que manter um loop de execuo para diversas atividades (por exemplo, verificar o

estado de um interface, se este completar uma operao e estiver com o dado

disponvel), ocorre um desperdcio de uso em detrimento de atividades maisimportantes. No caso do uso deste mtodo de E/S, uma soluo para compatibilizar as

diferentes velocidades entre o processador e o perifrico justamente o loop de

interrogao do estado do perifrico, no se devendo enviar o dado enquanto ele no

estiver pronto para receb-lo (MONTEIRO, 2001).

H duas possibilidades de se organizar a comunicao entre UCP, memria

principal e interface de E/S: por memria compartilhada (mcmory-nuippcd)e E/S isolada

(isolatcd I/O). No primeiro caso, a memria principal compartilhada tanto por

instrues e dados comuns de um programa quanto por instrues/dados de operaes

de E/S. Os endereos tm a mesma quantidade de bits e as instrues o mesmo formato(MONTEIRO, 2001).

E/S Dirigida por Interrupo:

O mtodo de realizar E/S atravs da contnua ateno e controle da UCP

bastante ineficiente, principalmente devido lentido dos dispositivos de E/S em

relao velocidade da UCP. Uma alternativa vlida para evitar a perda de tempo de a

UCP continuamente interrogar o estado de um perifrico consiste em utilizar uma

tcnica denominada interrupo.Nesse caso, a comunicao UCP/interface/perifrico

funciona da seguinte maneira:


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a) A UCP emite a instruo de E/S para o interface e, como no dever haver uma

resposta imediata, em vez de ficar continuamente verificando o estado do

perifrico, a UCP desvia-se para realizar outra atividade (provavelmente

executar um outro programa, suspendendo a execuo daquele programa que

requer a E/S).

b)

Quando o interface est pronto para enviar os dados do perifrico para a UCP,

ela avisa" a UCP por meio de um sinal de interrupo. Chama-se interrupo

porque realmente o sinal interrompe a atividade corrente da UCP para que esta

d ateno ao dispositivo que a interrompeu.

c) A UCP inicia, ento, o programa de E/S como se fosse o mtodo anterior.

A Interrupo consiste em uma srie de procedimentos que suspendem o

funcionamento corrente da UCP, desviando sua ateno para outra atividade. Quando

esta outra atividade concluda, a UCP retorna a execuo anterior do ponto onde

estava antes de ser interrompida ( possvel que a UCP, aps concluir a atividade que a

interrompeu, no retorne imediatamente ao programa interrompido, fazendo isto um

pouco mais tarde).

H basicamente duas classes de interrupo:

- interrupes internasou de programas (s vezes chamadas de traps ou exception):

ocorrem devido a algum tipo de evento gerado pela execuo de uma instruo ou at

mesmo programado. Pode ser, por exemplo, uma diviso por zero, um overflow em uma

operao aritmtica, um cdigo de operao invlido, etc.

- interrupes externas: so causadas por um sinal externo UCP que a interrompe. Em

geral, isto est relacionado a um interface de E/S que pretende avisar" UCP que umdeterminado perifrico deseja ateno para transferir dados.

Figura 20Exemplo de uma sequncia de atividades que ocorrem durante o desenrolar

de uma interrupo

Fonte: MONTEIRO, MRIO A. Introduo Organizao de Computadores. Rio de Janeiro: LTC, 2001. p.

412.


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Acesso Direto Memria (DMA):

A melhor alternativa para se realizar operaes de E/S com o mximo de

rendimento da UCP o mtodo denominado acesso direto memria (DMA Direct

Memory Access). De modo geral, a tcnica DMA consiste na realizao da transferncia

de dados entre um determinado interface e a memria principal, praticamente sem

interveno da UCP. Esta se limita a solicitar a transferncia para um dispositivodenominado controlador de acesso direto memria (DMA controller),o qual realiza

por si s a transferncia. A UCP fica liberada para realizar outras atividades. Quando o

controlador termina a transferncia, ele sinaliza para a UCP atravs de uma interrupo.

Na realidade, o controlador de DMA age como um mestre ou estao principal para

controlar o barramen- to quando entra em funcionamento.

Figura 21Operao de E/S com emprego de DMA

Fonte: MONTEIRO, MRIO A. Introduo Organizao de Computadores. Rio de Janeiro: LTC, 2001. p.414.

Durante o funcionamento normal da UCP, a chave de barramento nmero 1 est

ligada, permitindo a passagem de endereos/dados entre UCP e MP, enquanto as

chaves de barramento 2 e 3 esto desativadas, no permitindo passagem de

informaes. Quando o controlador DMA entra em funcionamento, a chave 1 e as

chaves 2 e 3 so ligadas.O controlador DMA coloca um endereo no barramento de endereos para a MP.

Ao mesmo tempo ele autoriza, via sinal de controle, que o perifrico envie ou receba

dados diretamente da memria principal. Quando a operao de transferncia de dados

concluda, o DMA retorna o controle do barramento para a UCP. Um controlador de

DMA um dispositivo bastante complexo. Ele possui diversos registradores internos:

pelo menos um registrador de dados, um registrador de endereos e um registrador que

armazena um valor igual quantidade de bytes ou palavras que so transferidas.


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Figura 22Organizao simplificada de um controlador de DMA

Fonte: MONTEIRO, MRIO A. Introduo Organizao de Computadores. Rio de Janeiro: LTC, 2001. p.414.

CONCLUSO

A partir da pesquisa realizada, pudemos entender os processos relacionados

troca de dados entre dispositivos, mas sobretudo como isso ocorre em um computador.

A comunicao entre dispositivos ganha cada vez mais importncia no mundo digital,

uma vez que a conectividade est sendo ampliada a diversos dispositivos, tanto novos

como aqueles que antes no eram to facilmente acessveis em termos decompatibilidade. Nesse sentido, o espao de atuao dos profissionais de Redes de

Computadores cresce, e cabe a eles o domnio dos conhecimentos relativos a conexo

entre dispositivos e as diversas formas de trocas possveis entre os mesmos, alm de

garantir a compatibilidade mtua. Assim, imprescindvel conhecer os princpios de

funcionamento de Entrada e Sada (E/S), seus dispositivos clssicos, cujo padro de uso

e conexo representam toda uma gama de novos aparelhos conectveis aos diversos

modelos de computador com capacidade de envio e recebimento de dados, alm de

compreender como se d o endereamento, para agilizar o acesso a dados, envolvidos

nas mais diversas aplicaes e transmisses.

REFERNCIAS

FVERO, Eliane Maria de Bortoli. Organizao e Arquitetura de Computadores. Pato

Branco: Universidade Tecnolgica Federal do Paran, 2011.

MONTEIRO, MRIO A. Introduo Organizao de Computadores.Rio de Janeiro:

LTC, 2001.

STALLINGS, William. Arquitetura e Organizao de Computadores. So Paulo: PrenticeHall, 2003.

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