UFRPE/EADLicenciatura em Computação-6P

2011.1Tutor: Rodrigo Lins Rodrigues

Gerência deDispositivos

Semana 7

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Introdução

Podemos classificar as atividades de um computador em dois grandes conjuntos: O processamento de informações ou dados; As atividades de entrada e saída ou E/S.

As tecnologias de E/S apresentam duas tendências bastante distintas, a utilização cada vez maior de interfaces

padronizadas tanto de hardware quanto de softwareEx.: USB À grande diversidade de dispositivos já existentes e

que vêm surgindo.

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Introdução

Mostrar gerência de dispositivos no Windows

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Introdução

Integrar novos dispositivos ao computador requer a utilização combinada de técnicas de hardware e software;

Estas técnicas se refletem do lado do hardware de E/S, pela utilização de elementos básicos padronizados tais como Interfaces, Portas, Barramentos, e controladores de dispositivos.

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Hardware de Entrada e Saída

Computadores são capazes de operar uma grande quantidade de tipos de dispositivos;

Podem ser agrupados em categorias gerais: dispositivos de armazenamento ▪ Discos, fitas, etc.

dispositivos de transmissão▪ Placas de redes, modems, etc.

dispositivos de interação homem/máquina,▪ teclados, monitores, mouse, etc.

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Hardware de Entrada e Saída

Porta ponto de conexão para envio de sinais

elétricos;

Barramento Conjunto comum de fios com um protocolo

associado; O protocolo define um conjunto de mensagens

trocadas através dos fios do barramento.

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Barramentos

Podem ter arquiteturas muito diferentes, variando em:

Métodos de sinalização; Velocidade; Vazão; Formas de conexão.

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Barramento PCI

Faz a conexão entre o subsistema processador-memória aos dispositivos de alta velocidade;

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Controlador de dispositivo

São componentes eletrônicos que são capazes de operar uma porta, barramento ou um dispositivo

Ex.: controlador PCI

contém um processador e memória dedicados para dar suporte à execução do protocolo.

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Registradores

São unidades de memória capazes de armazenar n bits;

Estão no topo da hierarquia de memória, sendo assim, são o meio mais rápido e caro de se armazenar um dado;

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Polling (ou teste de estado)

É o questionamento ou pedido de acesso que a CPU faz à interface de E/S para saber da disponibilidade do dispositivo;

Na imagem ao lado, a CPU interrompe periódicamente a execução de outras tarefas (programas) para executar a rotina deteste de flags.

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Interrupções

A interface verifica o estado do dispositivo e, quando este estiver pronto para iniciar a transferência de dados com a UCP, a interface envia um "aviso" (interrupção) para a UCP, informando que o periféricos está "pronto para transmitir".

Na interrupção,quando um periférico necessita informar certa situação, ele envia o sinal de interrupção.

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Acesso Direto à Memória (DMA)

Permite que os periféricos transmitam dados diretamente para a memória, poupando o processador de mais esta tarefa;

Alguns dispositivos que utilizam DMA:  controladores de disco; placas gráficas; placas de redede rede placas de som.

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Interface de E/S para a Aplicação

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Device Drivers

 É a forma a partir da qual uma unidade periférica cria uma interface com o sistema operacional para se conectar com o dispositivo do hardware;

Permite que se conecte diversos dispositivos de E/S;

Benefícios para os desenvolvedores;

Processo

D r iver d eIm presso ra

Sub sistem a d e E/ S

D r iver d eD isco

D r iver d eFita

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Bufferização

É uma pequena área de memória usada para melhorar a velocidade de acesso a um determinado dispositivo;▪ É encontrado em: ▪ HDs; ▪ gravadores de CD;▪ Modems;

 

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Cacheamento

É uma região de memória rápida que armazena cópias de conteúdo de outras memórias mais lentas;

O kernel se utiliza de cache para aumentar a eficiência das transferência de E/S que precisam ser realizadas.;

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Desempenho

Operações de E/S geram uma forte demanda na CPU ;

As operações de E/S também geram impacto devido ao processamento das interrupções e do uso intensivo do barramento;