Sistemas Operacionais Abertos
Prof. MSc. André Yoshimi Kusumoto
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Informações Adicionais sobre E/S
CHIPSET
• Conjunto de circuitos integrados da placa-mãe que controla a
transmissão de dados nos barramentos.
• Está dividido entre:
• "ponte norte" (northbridge): que controla a transmissão de dados dos
dispositivos de maior velocidade como processador e memória
• "ponte sul" (southbridge), que controla a transmissão dos dispositivos
de baixa velocidade, como discos e placas de som e rede.
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CHIPSET
Fonte: http://www.metropoledigital.ufrn.br/aulas/disciplinas/sist_operacional/aula_08.html
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CHIPSET
• Barramentos da placa-mãe: são condutores elétricos que
conectam praticamente todos os componentes de um
computador, como processadores, memórias, placas de vídeo e
diversos outros (ex: cidade)
• Processador, memória, placas e discos (ex: prédios)
• Barramentos (ex: ruas e avenidas)
• Chipset controlador das trocas de dados (ex: controle de tráfego)
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Tipos de barramentos
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• Características dos tipos de barramentos estão relacionadas à
largura de banda que indica a frequência de transmissão e a
largura de dados que indica a quantidade de bits transmitidos
ao mesmo tempo (ex: velocidade máxima permitida e a
quantidade de vias nas estradas).
• O barramento que serve de conexão do processador com o
chipset da placa-mãe é conhecido pela sigla FSB (Front Side
Bus – Barramento Frontal).
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• Enquanto a porta USB 2.0 precisaria de mais de 11 segundos para
transmitir os dados de um CD de 700 Mb, esse mesmo dado percorre o
barramento FSB de um Intel Pentium 4 em aproximadamente 0.10
segundos.
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• Para os diversos dispositivos se comunicarem (além do barramento), cada
um deles possui uma placa lógica ou placa controladora que funciona
como o cérebro do periférico.
• Nessa placa, além dos contatos de conexão com o barramento, existem
chips de memória e processamento interno que irão controlar as trocas de
dados.
Localização da placa controladora de um HD que
controla a rotação do motor e o movimento das
cabeças de leitura, de forma que elas leiam os
discos e setores corretos e façam a verificação
das leituras, de forma a identificar erros (e, se
possível, corrigi-los).
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• Interface serial
• A transferência de bits ocorre um a um através de apenas um canal
condutor (dois no caso de dispositivos que conseguem enviar e
receber dados ao mesmo tempo). Nesse caso, os dados que
normalmente estão codificados em bytes (8 bits) são desmontados em
bits para serem transmitidos até a interface que remonta os bytes.
• Interface paralela
• Na comunicação em paralelo, grupos de bits são transferidos
simultaneamente (em geral, byte a byte) através de diversas linhas
condutoras dos sinais. Dessa forma, como vários bits são transmitidos
simultaneamente a cada ciclo, a taxa de transferência de dados é alta.
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Interface IDE (Integrated Drive Electronics)
• Desenvolvida pela Western Digital e pela Compaq em 1986
• Inicialmente foi muito usada em discos rígidos (a ponto de hoje em dia as
pessoas acharem que IDE é uma característica dos discos rígidos).
• Um controlador ou adaptador de disco rígido IDE basicamente conecta
diretamente o barramento ISA ao cabo de 40 pinos padrão IDE.
• Um máximo de dois discos rígidos (um master e outro slave) podem ser
conectados a um mesmo controlador.
• Usadas por HDs, CD-ROMs e outros periféricos, que utilizam 40 vias de
dados e transmitem até 100 megabytes por segundo.
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USB (Universal Serial Bus)
• Barramento plug-and-play relativamente lento (12 Mbps) que pode ser
usado por vários tipos de dispositivos.
• O USB fornece uma forma única, padronizada e fácil para conectar até
127 dispositivos em um computador.
• Impressoras, scanners, mouse, joysticks, câmeras digitais, webcams,
dispositivos de armazenamento, etc
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USB (Universal Serial Bus)
• Em 1995, um conjunto de empresas - entre elas, Microsoft, Intel, NEC,
IBM e Apple - formou um consórcio para estabelecer um padrão. Surgia
então o USB Implementers Forum.
• Na verdade, a tecnologia já vinha sendo trabalhada antes mesma da
definição do consórcio.
• As primeiras versões estabelecidas datam de 1994:
•
•
•
•
USB 0.7: novembro de 1994;
USB 1.0: janeiro de 1996 – até 12 Mbps;
USB 2.0: abril de 2000 – até 480 Mbps;
USB 3.0: setembro de 2009 – até 4,8 Gbps.
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USB (Universal Serial Bus)
• O barramento USB pode ser utilizado para prover energia elétrica a
determinados dispositivos.
• Para que isso seja possível, os cabos USB contam com quatro fios
internos:
• VBus (VCC): responsável pela alimentação elétrica.
• D+ e D-: utilizados na transmissão de dados (a letra "D" provém de data, dado em
inglês).
• GND: para controle elétrico, servindo como "fio-terra".
• Os cabos USB devem ter, no máximo, 5 metros de comprimento.
• Isso é necessário porque, em cabos maiores, o tempo de transmissão dos dados
pode exceder o limite de 1500 nanossegundos. Quando isso ocorre, a informação é
considerada perdida.
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USB (Universal Serial Bus)
• O padrão USB utiliza conectores "A" e "B" para evitar possíveis erros:
• A - ponta do conector "upstream" para conectar no computador.
• B - ponta do conector "downstream" para conectar no dispositivo.
Um conector USB típico, conhecido como conector "A"
Uma conexão típica do tipo "B"
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USB (Universal Serial Bus)
USB A: é o tipo mais comum, estando
presente na maioria absoluta dos
computadores. É também o tipo mais
utilizado para os dispositivos de
armazenamento de dados (pendrives).
USB B: Tipo comum de ser
encontrado em dispositivos de
porte maior, como impressoras
e scanners
Fonte: Infowester
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USB (Universal Serial Bus)
• Mini-USB - utilizado em dispositivos de porte pequeno por ter tamanho
reduzido, como câmeras digitais compactas e MP3-players.
• Na verdade, o Mini USB se chama USB Mini-B, já que existe um formato
praticamente inutilizado chamado USB Mini-A.
Fonte: Infowester
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USB (Universal Serial Bus)
• Micro-USB
USB Micro-A: formato mais novo, menor que o Mini-USB,
voltado a dispositivos de espessura fina, como telefones
celulares
• popular:
USB Micro-B: semelhante ao formato Micro-A, no entanto, seu encaixe é ligeiramente
diferente e a tendência é a de que este seja, entre ambos, o mais popular
Fonte: Infowester
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USB (Universal Serial Bus)
• A comunicação entre os dispositivos conectados via USB é feita através
de um protocolo.
• Nele, o host, isto é, o computador ou o equipamento que recebe as
conexões, emite um sinal para encontrar os dispositivos conectados e
estabelece um endereço para cada um deles.
• Até 127 dispositivos podem ser endereçados.
• Uma vez estabelecida a comunicação, o host recebe a informação de que
tipo de conexão o dispositivo conectado utiliza.
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USB (Universal Serial Bus)
Há quatro possibilidades de comunicação USB:
• Bulk: utilizado por dispositivos que lidam com grandes volumes de dados, como
impressoras e scanners, por exemplo.
• Conta com recursos de detecção de erro para garantir a integridade das informações
transmitidas;
• Control: tipo utilizado para transmissão de parâmetros de controle e configuração do
dispositivo
• Interrupt: tipo utilizado para dispositivos que transferem poucos dados, como mouses,
teclados e joysticks;
• Isochronous: esse tipo é aplicado em transmissões contínuas, onde os dados são
transferidos a todo o momento, razão pela qual não há recursos de detecção de erros, já
que isso atrasaria a comunicação. Dispositivos como caixas de som utilizam esse modo.
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USB (Universal Serial Bus)
• A primeira versão do USB que se tornou padrão foi a 1.1 (set/1998), sua
velocidade de transmissão de dados não é muito alta:
• Nas conexões mais lentas, a taxa de transmissão é de até 1,5 Mbps (Low-Speed), ou
seja, de cerca de 190 KB por segundo.
• Por sua vez, nas conexões mais rápidas, esse valor é de até 12 Mbps (Full-Speed),
cerca de 1,5 MB por segundo.
• Diante desse cenário e do surgimento de tecnologias "concorrentes", em
especial, o FireWire (ou IEEE 1394), o consórcio responsável pelo USB se
viu obrigado a colocar no mercado uma nova revisão da tecnologia.
• USB 2.0: surgia então em abril de 2000 o USB 2.0 (Hi-Speed), que
chegou ao mercado oferecendo a velocidade de 480 Mbps, o equivalente
a cerca de 60 MB por segundo.
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USB 3.0
• Velocidade de até 4,8 Gbps
• Corresponde a cerca de 600 megabytes por segundo, dez vezes mais que a velocidade do
USB 2.0.
• Se destaca pelo fator alimentação elétrica
• O USB 2.0 fornece até 500 miliampéres, enquanto que o novo padrão pode suportar 900
miliampéres. Isso significa que as portas USB 3.0 podem alimentar dispositivos que
consomem mais energia.
• Possui as características que fizeram as versões anteriores tão bem aceitas, como:
• Plug and Play
• hot-swappable - capacidade de conectar e desconectar dispositivos sem a necessidade de
desligá-los; e
• Compatibilidade com dispositivos nos padrões anteriores.
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USB 3.0
• Os cabos são compostos por nove fios, enquanto que os cabos USB 2.0 utilizam apenas
4. Isso acontece para que o padrão novo possa suportar maiores taxas de transmissão
de dados.
• Assim, os conectores do USB 3.0 possuem contatos para esses fios adicionais na parte
do fundo. Caso um dispositivo USB 2.0 seja utilizado, este usará apenas os contatos da
parte frontal do conector.
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Micro-USB 3.0
• O conector micro-USB, utilizado em smartphones, por exemplo, também sofreu
modificações: Micro-USB-B (USB 3.0)
• Passou a contar com uma área de contatos adicional na lateral, o que de certa forma
diminui a sua praticidade, mas foi a solução encontrada para dar conta dos contatos
adicionais
Para facilitar a diferenciação,
fabricantes estão adotando a cor
azul na parte interna dos
conectores USB 3.0 ou no cabo
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Referências
• Silberschatz A., Galvin P. E Gagne G. Sistemas Operacionais.
Conceitos e Aplicações. Editora Campus. 2000.
• CAMPOS, Augusto. O que é Linux. BR-Linux. Florianópolis,
março de 2006. Disponível em <http://br-linux.org/faq-linux>.
Consultado em 20/02/2010.
• Slides Prof. Dr. Carlos Henrique Neto Lahoz.
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