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Disciplina Arquitetura de Computadores. Curso Engenharia de Computação.

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  • 1. Arquitetura deComputadores –Entrada e SaídaProf.ª Ms. Elaine Cecília GattoDisciplina: Arquitetura de ComputadoresCurso: Engenharia de ComputaçãoSemestre/Ano: 1/2012 1
  • 2. Introdução• Comunicação Homem  Máquina: a máquina deve entender as entradas de dados e o homem deve entender os resultados de um processamento.• Dispositivos de entrada e saída ou Periféricos (tem esse nome pois ficam fora do núcleo principal – processador/memória principal – ficando na maior parte das vezes próximos – na periferia do processsador);• Exemplos: monitor, teclado, mouse, caixas de som, webcam, scanner, impressora, televisão, sensores, radares, sonares, termostatos, celular, tablet, etc. (todo o equipamento que conseguir se comunicar com o sistema computacional) 2
  • 3. Introdução• Funcionamento de um substistema de entrada/saída: • Duas funções básicas: • Receber/enviar informações ao meio exterior; • Converter as informações em uma forma inteligivel para a máquina ou usuário;• Os dispositivos tem taxa de transmissão de dados diferentes. Exemplo: Teclado 0,01 KB/s, Scanner 400 KB/s;• As atividades de E/S são assíncronas (não estão em sincronia com o clock do processador), entretanto há regras que devem ser seguidas entre os dispositivos e os barramentos;• O sistema deve implementar mecanismos para detecção e correção de erros (isto porque pode haver interferência, ruídos e 3 distorções na transmissão do sinal);
  • 4. Interfaces de E/S• Diferenças entre os dipositivos de E/S: • Velocidade; • Formato dos dados. Exemplo: teclado enviam os bits um a um; O vídeo e a impressora recebem as informações, do processador, byte a byte; Discos de armazenamento trocam grandes blocos de bits para otimizar a transferência. • Quantidade de sinais;• Não há comunicação direta entre os dipositivos de E/S e o processador, devido, principalmente, às diferentes características dos mesmos;• Interfaces de E/S: dispositivos que fazem a tradução, a compatibilização e o controle das características de um 4 dispositivo de E/S para a memória/processador/barramento;
  • 5. Interfaces de E/SDispositivo Taxa de Transmissão Característica em KB/sTeclado 0,01 Um bit de cada vezMouse 0,02 Um bit de cada vezImpressora Matricial 1 Um ou mais bits de cada vezModem 2a8 Grupos de bitsDisquete 100 Grupo com poucos bitsImpressora a Laser 200 Um ou mais bits de cada vezScanner 400 Um ou mais bits de cada vezCR-ROM 1000 Grupos de bitsRede Local 500 a 600 Grupos de bitsVídeo Gráfico 60000 Grupos de bits 5Disco Rígido 2000 a 10000 Grupo com muitos bits
  • 6. Interfaces de E/S• Também chamada de:• Controlador;• i/o module;• Módulo de e/s;• Processador de periférico/• Canal;• Adaptador;• Etc.• OBJETIVO: compatibilizar as diferentes características de um periférico com as do barramento onde são conectados e controlar a operação do respectivo dispositivo. 6
  • 7. Fluxo de Informações 7
  • 8. Fluxo de InformaçõesPRIMEIRA PARTE DO MÓDULO DE E/S:Constituída pelos registradores que fazem a interação básica entre a interface e suaconexão com o barramento do sistema. 8
  • 9. Fluxo de InformaçõesRegistrador de dados: ligado ao barramento de dados do sistema;Registrador de endereços: ligado ao barramento de endereços do sistema;Registrador de controle: armazena os sinais de controle trocados entre o barramentoe o módulo de E/S durante uma operação; 9
  • 10. Fluxo de InformaçõesSEGUNDA PARTE DO MÓDULO DE E/S:Consiste no espaço de armazenamento dos dados que vão circular durante a operaçãode E/S. O módulo age como um amortecedor ou acelarador das diferentesvelocidades entre o dipositivo e o barramento. 10
  • 11. Fluxo de InformaçõesTERCEIRA PARTE DO MÓDULO DE E/S:Lógica de funcionamento do do módulo, permitido sua interação com os dispositivose barramentos. A lógica contém métodos para detecção de erros e outros processos.A complexidade varia conforme a finalidade e natureza do dispositivo. 11
  • 12. Fluxo de InformaçõesTERCEIRA PARTE DO MÓDULO DE E/S:Algumas interfaces se conectam a apenas um dispositivo, enquanto outras a várias!Exemplo: IDE permite conexão a duas unidades de disco. SCSI pode controlar até 8dispositivos periféricos. 12
  • 13. Fluxo de InformaçõesLinhas de comunicaçãoEntre o módulo e o dispositivo. Módulo  dispositivo: informação do estado,solicitação de leitura/escrita. Dipositivo  módulo: estado pronto ou ocupado. 13
  • 14. Fluxo de InformaçõesLinhas de conexãoEntre o barramento e o módulo 14
  • 15. Fluxo de Informações• Para executar as suas funções, o módulo de E/S executa múltiplas tarefas:• COMPATIBILIZAÇÃO DO FLUXO: • Controlar e sincronizar o fluxo de dados entre o barramento e o periférico; • Servir de memória auxiliar para o trânsito das informações entre os componentes;• CONTROLE: • Realizar a comunicação com o processador – interpretando suas instruções/sinais de controle para acesso físico ao periférico; • Realizar algum tipo de detecção e correção de erros durante 15 as transmissões;
  • 16. Fluxo de Informações• O módulo de E/S se comunica com o processador via barramento;• O módulo de E/S se comunica com o periférico através de várias ações previamente programadas;• EXEMPLO: Imprimindo um caracter • Antes de enviar um caracter, o processador deve interrogar o módulo para verificar seu estado, que está armazenado em um registrador denominado registrador de estado. Exemplo de interrogações: A impressora está ociosa? A impressora está ocupada? Etc. • O registrador de estado armazena o estado do dispositivo em 16 bits. Exemplo: 0 para ocioso, 1 para ocupado.
  • 17. Fluxo de Informações • O caracter é enviado, pelo processador, apenas se a impressora estiver no estado ocioso. O caracter é então armazenado no registrador de dados. • O registrador de controle do módulo de E/S recebe também, neste momento, o tipo de operação que se deseja executar. No caso da impressora a operação é “enviar o caracter que está armazenado no registrador de dados para a impressora”. • Os registradores internos do módulo de E/S são acessados pelo processador, através da porta de E/S, que estão localizados na placa mãe.• A sequência de execução da comunicação entre a impressora e o processador na verdade é denominada de PROTOCOLO DE COMUNICAÇÃO. 17
  • 18. Tipos de Transmissão• Três categorias: • Comunicação máquina – ser humano: transmitem e recebem informações inteligiveis para o ser humano, sendo adequados ao estabelecimento de comunicação com o usuário. Exemplo: impressoras, vídeos, teclados, etc. • Comunicação máquina – máquina: transmitem e recebem informações inteligiveis para a máquina, sendo adequados para a comunicação máquina a máquina (ou internamente a uma máquina. Exemplo: discos magnéticos, sensores, etc. • Comunicação remota: transmitem e recebem de e para outros dispositivos remotamente instalados. Exemplo: modens, 18 regeneradores digitais em redes de comunicação de dados, etc.
  • 19. Tipos de Transmissão• Dois tipos • SERIAL: a informação é recebida e trasmitida bit a bit, um em seguida ao outro; • PARALELA: a informação é recebida e transmitida em grupos de bits – um grupo de bits é transmitido simultaneamente de cada vez. 19
  • 20. Transmissão Serial• O dispositivo é conectado ao módulo por uma única linha de transmissão;• O módulo pode ser conectado ao processador/memória principal através de barramento com várias linhas;• Antigamente transmissão serial era mais lenta que a paralela. Hoje o quadro é o inverso.• Transmissor e receptor devem estar sincronizados bit a bit;• Os bits são transmitidos, pelo transmissor, sempre na mesma velocidade;• Isso faz com que todos os bits tenham a mesma duração no tempo;• Exemplo: se o transmissor funciona a 1.000 bits por segundo (bps), então cada bit dura 1 milissegundo (ms) 20
  • 21. Transmissão Serial• Transmissor e receptor devem trabalhar na mesma velocidade;• O receptor deve saber quando um bit começa;• O receptor deve saber a duração do bit;• Exemplo: • A cada 1ms o transmissor envia um bit; • Isso significa que a cada 1ms o receptor deve “descobrir” o nível de tensão que está na linha de comunicação. • Nível de tensão baixo = 0 bit; • Nível de tensão alto = 1 bit; 21 • Processo eficaz para identificação do bit mas não da informação.
  • 22. Transmissão Serial• É preciso definir quando a informação, um caractere, por exemplo, começa e termina, isto é, onde começa e termina o grupo de bits que compõe aquele caracter.• Para aumentar a confiabilidade do processo, o receptor tenta descobrir qual o bit que está sendo transmitido no instante em que o bit está na metade de sua duração, evitando possíveis erros.• Cada caracter é representado por um grupo de bits, que em geral tem 1 byte.• O receptor deve conseguir identificar essa informação e não apenas receber bit a bit. 22
  • 23. Transmissão Serial 23
  • 24. Transmissão Serial Assíncrona• Método antigo, simples, barato;• Consiste em um processo de sincronização do receptor a cada novo caracter transmitido;• Dois pulsos são adicionados antes do inicio da transmissão de cada caractere:• START: duração de 1 bit e tensão igual ao do bit 0. O bit é inserido antes do primeiro bit do caracter;• STOP: duração variável (entre 1 e 2 bits) e tensão igual ao do bit 1;• Exemplo: transferência da letra R no código ASCII que contém 8 bits (1 byte) 24
  • 25. Transmissão Serial Assíncrona 25
  • 26. Transmissão Serial Assíncrona 26
  • 27. Transmissão Serial Assíncrona 27
  • 28. Transmissão Serial AssíncronaQuando nada está sendo transmitido, o transmissor enviacontinuamente bits 1 pela linha de transmissão, que é o nívelalto de tensão. 28
  • 29. Transmissão Serial AssíncronaQuando um caracter é enviado, o receptor detecta a queda nonível de tensão (de 1 vai para 0) entrando em sincronismo erecebendo os demais bits do caracter até o STOP. 29
  • 30. Transmissão Serial AssíncronaQuando o nível de tensão vai de 0 para 1 novamente no STOP,ele sabe que todos os caracteres que já foram transmitidos. Umcircuito contador (que conta e conhece a quantidade de bits docaracter) também faz parte da implementação da transmissãoassíncrona. 30
  • 31. Transmissão Serial Assíncrona• UART: • Universal asynchronous receiver/transmitter ou transmissor/receptor universal assíncrono. • É um dispositivo presente nos dois lados da linha de transmissão; • É um dispositivo presente em praticamente todos os módulos de E/S; • É um dispositivo usado para compor e decompor o caracter em bits; • É reponsável por incluir e retirar os bits de START e STOP na transmissão; • É na verdade uma pastilha, um chip, que integra transistores em larga escala para desempenhar sua função; 31
  • 32. Transmissão Serial Assíncrona 32
  • 33. Transmissão Serial Assíncrona 33 DIAGRAMA EM BLOCO DE UMA UART
  • 34. Transmissão Serial AssíncronaRecebe os n bits do caractere e os envia para o registrador de transmissão. 34 DIAGRAMA EM BLOCO DE UMA UART
  • 35. Transmissão Serial AssíncronaDesloca os bits do caractere um a um para a linha de saída, sendo realizado a cadapulso de relógio da UART; 35 DIAGRAMA EM BLOCO DE UMA UART
  • 36. Transmissão Serial AssíncronaO caracter é recebido bit a bit no registrador de recepção, que efetua o deslocamentode cada bit até completar todo o caracter, encaminhando para o buffer de saida. 36 DIAGRAMA EM BLOCO DE UMA UART
  • 37. Transmissão Serial AssíncronaPermite que a UART funcione conforme a escolha do usuário, como, por exemploopção de paridade, opção de 1 ou 2 bits para o STOP, etc. 37 DIAGRAMA EM BLOCO DE UMA UART
  • 38. Transmissão Serial AssíncronaArmazena o estado, indicando algumas ocorrências durante o funcionamento daUART: erro de paridade, de sincronização, dados disponíveis, etc. 38 DIAGRAMA EM BLOCO DE UMA UART
  • 39. Transmissão Serial AssíncronaDivide a frequencia de transmissão para permitir o deslocamento de cada bit dosregistradores 39 DIAGRAMA EM BLOCO DE UMA UART
  • 40. Transmissão Serial Assíncrona• Unidade de medida utilizada na transmissão BAUDS;• BAUDS: é a taxa de transmissão, é a quantidade de símbolos transmitidos por segundo;• Pode variar entre 110 a 38.400 bauds;• Taxas comuns: 110, 150, 300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600, 19200 e 38400 bauds; 40
  • 41. Transmissão Serial Síncrona• Técnica mais eficiente;• São transmitidos de cada vez blocos de caracteres;• Não há intervalo entre eles e também não há pulso START/STOP;• EXEMPLO: Qual a eficiência na transmissão de 100 caracteres ASCII no modo assíncrono? 𝑞𝑢𝑎𝑛𝑡𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 𝑑𝑒 𝑖𝑛𝑓𝑜𝑟𝑚𝑎çã𝑜 7 𝑏𝑖𝑡𝑠 𝑥 100𝑞𝑢𝑎𝑛𝑡𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑏𝑖𝑡𝑠 𝑑𝑒 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑚𝑖𝑠𝑠ã𝑜 = 7+1+1+1 𝑥 100 = 70%7 = bits de informação1 = bit start1 = bit stop 411 = bit de paridade
  • 42. Transmissão Serial Síncrona• Todos os caracteres estão sendo considerados sem intervalo;• A eficiência é a mesma para 1 ou N caracteres;• A eficiência poderia ser menor caso ocorresse intervalo entre os caracteres;• Na trasmissão síncrona a eficiência, da mesma transmissão, seria: 100 𝑐𝑎𝑟𝑎𝑐𝑡𝑒𝑟𝑒𝑠 𝐸= = 95% 105 𝑐𝑎𝑟𝑎𝑐𝑡𝑒𝑟𝑒𝑠105 caracteres = 100 caracteres + cinco caracteres especiais para o controle eformato do bloco; 42
  • 43. Transmissão Serial Síncrona• Esquema da transmissão síncrona:• Não há intervalos entre os caracteres de um bloco;• Um transmissor monta um bloco, usualmente com cerca de 128 a 256 caracteres;• O bloco é transmitido bit a bit sem intervalo entre o primeiro e o último bit;• O receptor tem que funcionar na mesma frequencia do relógio do transmissor;• Duas formas de sincronização: 1. Incluir uma linha de transmissão separada por onde circulam os pulsos de sincronização; 2. incluir pulsos de sincronização junto aos bits de informação 43 utilizando algum meio de codificação;
  • 44. Transmissão Serial Síncrona• Na transmissão serial síncrona também deve haver um modo de identificar o inicio e o fim do bloco de bits;• Um grupo de bits é incluído no inicio do bloco e outro no final, identificando assim o inicio e fim;• USART: • Universal synchronous assynchronous receiver transmitter • Transmissor/receptor universal síncrono e assíncrono • Realiza todas as atividades da UART e mais: • Formação do bloco de transmissão; • Inclusão dos caracteres especiais de controle; • Detecção de erros; 44
  • 45. Transmissão Paralela• Um grupo de bits é transmitido de cada vez, cada um sendo enviado por uma linha de transmissão separada;• Mais utilizado para transmissão interna no sistema (barramentos) e periféricos de curta distância (impressoras);• Custo da transmissão paralela é maior:• usa uma linha de transmissão para cada bit;• Quanto maior a distância, maior o comprimento da conexão;• CENTRONICS: • padrão muito utilizado para conexão de impressoras; • Define um conjunto de sinais que fluem pelas linhas de conexão • Estabelece o formato e a quantidade de pontos que devem 45 existir no conector associado;
  • 46. Transmissão Paralela• SCSI • Small computer system interface; • Controla dispositivos com elevado volume e velocidade de transmissão;• Em transmissões paralelas não pode haver atrasos nos sinais que estão sendo transmitidos pelas linhas de transmissão;• Quando ocorrem atrasos, o receptor não consegue captar o bit (0 ou 1) que está sendo transmitido, gerando assim, erros na composição final da informação;• Os dados devem ser enviados e devem chegar juntos, no mesmo instante de tempo, exatamente.• Esse fator faz com que a transmissão paralela não seja tão rápida quanto se imagina; 46
  • 47. Transmissão Paralela• Em uma transmissão paralela pode ocorrer de os bits de uma transmissão não chegarem ao destino exatamente no mesmo instante como deveriam;• Isso ocorre devido a ligeiras diferenças nos cabos que constituem os canais;• Conforme a velocidade aumenta, esse problema torna-se mais grave;• Na transmissão serial esse problema não existe, o que é uma grande vantagem;• USB e FIREWIRE: padrões de trasmissão seriais altamente difundidas atualmente. 47
  • 48. Operações de E/S• O processador tem que indicar o endereço correspondente ao periférico desejado no momento de enviar/receber dados;• Endereço da porta de E/S: • É o endereço do periférico conectado ao sistema computacional;• O acesso do processador a um periférico é obtido através do barramento do sistema e do módulo respectivo;• A comunicação então ocorre por uma dos três métodos abaixo: • Entrada/saída por programa; • Entrada/saída com emprego de interrupção; • DMA: acesso direto à memória; 48
  • 49. Operações de E/S• Entrada e Saída por programa • O processador é utilizado intensamente para realização de uma operação de E/S; • O processador questiona, o tempo todo, se um determinado dispositivo está pronto ou não; • Enquanto o dispositivo estiver ocupado, o processador continua questionando; • Quando o dispositivo estiver pronto, o processador comanda a operação de escrita ou leitura até o final. 49
  • 50. Operações de E/S• Entrada e Saída por programa• Desvantagem:• Desperdício de uso do processador. Ele poderia estar executando atividades mais importantes que ficar monitorando os dispositivos; 50
  • 51. Operações de E/S• Entrada e Saída com Emprego de Interrupção: • O processador emite a instrução de E/S para o módulo; • Se o processador não obtiver uma resposta imediata ele desvia-se para realizar outra atividade, suspendendo a execução do programa que necessita da E/S; • Quando o módulo está finalmente pronto para a comunicação, ela avisa o processador pelo sinal de interrupção; • Assim o módulo de E/S interrompe, de fato, o que o processador está fazendo para ganhar a sua “atenção”; • O processador retoma então a atividade suspensa anteriormente; 51
  • 52. Operações de E/S• Entrada e Saída com Emprego de Interrupção: • INTERRUPÇÃO: • Consiste em uma série de procedimentos que suspendem o funcionamento do processador, desviando sua atenção para outra atividade; • Quando esta outra atividade é concluída, o processador retorna à execução anterior, do ponto onde foi interrompido; • Duas classes de interrupções: • Internas ou de programas (traps ou exceptions): ocorrem devido a algum tipo de evento gerado pela execução de alguma instrução; • Externas: sinal externo ao processador que o interrompe (e/s) 52
  • 53. Operações de E/S• Entrada e Saída com Emprego de Interrupção: • Ao se efetivar uma interrupção do processador: • Qual o tipo de interrupção? • De que se trata a interrupção? • Qual dispositivo sinalizou? • Como reagir? • Dar atenção imediata? • Deixar para depois? • Ignorar? • O que acontece com o programa interrompido? • Quando ele voltará a ser executado? 53
  • 54. Operações de E/S• Entrada e Saída com Emprego de Interrupção: • Ao se efetivar uma interrupção do processador o sinal de interrupção faz um desvio na sequencia de execução do programa corrente; • Uma rotina de tratamento de execução é então iniciada; • O processador termina a instrução corrente e salva o contexto do programa corrente. • Conexto: • É o conjunto de dados e endereços do programa corrente que deve ser salvo para retomada posterior. Valores usados pelo programa armazenados em registradores, endereço da próxima instrução a ser 54 executada que está no contador, etc.
  • 55. Operações de E/S• Entrada e Saída com Emprego de Interrupção: • A operação de E/S a ser executada também precisará usar o registrador e contador; • Somente após salvar o contexto é que o contador recebe o endereço inicial da rotina de tratamento de interrupção e sua execução é iniciada; • Desvantagem: continua gastando tempo para executar o programa de E/S para fazer a transferência dos dados; • Vantagem: melhorou o desempenho em relação à entrada e saída por programa; 55
  • 56. Operações de E/S• Acesso direto à memória• Melhor alternativa com o máximo de desempenho da CPU;• Transfere os dados entre um módulo de E/S para a memória principal;• O processador apenas solicita a trasnferencia para o controlador de acesso direto à memóri – DMA Controller;• Quando o DMA Controller termina ele emite um sinal de interrupção ao processador avisando que terminou; 56
  • 57. Teclado• Categoria máquina-usuário;• Contém mecanismos que reconhecem os símbolos da lingua “dos humanos”;• O reconhecimento é feito pela interpretação do sinal elétrico de cada tecla ao ser pressionada;• Três categorias de teclado: • Teclados apenas numéricos: calculadoras de bolso e de mesa; • Teclados para sistemas dedicados: controle remoto de televisão, aparelho de som, etc. • Teclado comum para uso geral: todas as teclas alfanuméricas, contem de 80 a 125 teclas;• Uma tecla é uma chave que quando pressionada é ativa e estarta uma ação (ou várias) que deverão ser executadas pelos circuitos de 57 controle do teclado;
  • 58. Teclado• Um teclado é composto por um circuito impresso e um microprocessador;• Três tecnologias de fabricação de teclas: • Mecânicas • Capacitivas • Efeito-hall• TECLAS CAPACITIVAS: • Funciona na base da variação de capacitancia do acoplamento entre duas placas metálicas; • A variação ocorre quando uma tecla é pressionada; • Tem baixo custo de fabricação; • Tamanho pequeno; 58 • Não possui contatos mecânicos que oxidam com o tempo;
  • 59. Teclado• Funcionamento de um teclado: • Detectar o pressionamento de uma tecla: um processador faz a varredura para detectar o pressionamento de tecla. São usados microprocessadores de 8 bits. • Confirmação do pressionamento: o processador repete várias vezes a varredura sobre a tecla referida para confirmar seu pressionamento; • Geração do código e identificação: um circuito codificador de linhas e colunas gera um código binário de 8 bits referente à tecla pressionada, identificando-a; • O processador e o processador do teclado trocam sinais (solicitação do uso do barramento) e o código de varredura 59 é enviado para a MP;
  • 60. Teclado• Na MP o código é interpretado por um programa de E/S, BIOS (sistema básico de entrada e saída – basic input output system);• O BIOS realiza detalhada verificação do código: • Verifica se a tecla foi pressionada sozinha ou em conjunto (apenas a letra A ou então CTRL+ALT+DEL); • Verifica se uma tecla foi acionada anteriormente (caps lock, num lock, scroll lock); • Coloca o código ASCII correspondente na área de memória apropriada; • Assim o valor pode ser utilizado pela aplicação em que o usuário estava trabalhando no momento em que pressionou a tecla; 60
  • 61. Teclado• Vantagem: • Configuração das teclas de atalho: cada desenvolvedor pode definir qual será a tecla de atalho para as funcionalidades do programa;• Questões ergonômicas: • O teclado, em seu funcionamento, quantidade e disposição das teclas, mudou pouco ao longo dos anos; • Entretanto, vem evoluindo na questão ergonomica e no design do produto; • Padrão: QWERTY que é o mesmo padrão das máquinas de escrever (1860); 61
  • 62. Monitor• Monitor ou display: dispositivo que permite aos seres humanos identificar uma informação. É um elemento de exibição de informações;• Os primeiros monitores na verdade eram painéis de luzes que representam a forma binária do computador;• Classificação dos vídeos quanto à tecnologia: • VRC ou CRT: válvula de raios catódicos ou cathode-ray tube; • DEL ou LED: diodos emissores de luz ou light emitting diodes; • VLC ou LCD: vídeos de cristal líquido ou liquid-crystal display; • VPE ou TDP: vídeos com painel estreito ou flat panel display (plasma e eletroluminescentes); 62
  • 63. Monitor• Válvula de raios catódicos ou cathode-ray tube• O elemento básico deste dispositivo é uma válvula eletrônica que é constituída por:• Catodo (negativo) ou canhão de elétrons;• Anodo (positivo) ou tela frontal coberta por fósforo;• Par de bobinas que deflexionam o feixe horizontal e verticalmente;• Funcionamento básico: • Canhão de elétrons emite um feixe concentrado de elétrons; • O feixe caminha para a tela frontal; • O fósforo torna-se iluminado; • No local aparece um ponto brilhante e pequeno; • O ponto brilhante pode ser produzido em qualquer ponto da tela pois, no caminho para a tela frontal, o feixe de elétrons sofre deflexão (desvio dos raios luminosos); 63
  • 64. Monitor• Varreduras: formam a imagem na tela;• Varredura horizontal: • Nos vídeos usados para computadores, o feixe de elétrons tem somente duas opções em cada local que são ligado (ponto brilhante) ou desligado; • Na varredura horizontal o feixe de elétrons vai da extremidade esquerda da tela para a direita, quando é desligado e retorna à extremidade esquerda, entretanto uma linha abaixo; • O feixe de elétrons caminha várias vezes da esquerda para a direita; • Frequencia horizontal: quantidade de vezes por segundo que o feixe de elétrons percorre a tela; 64
  • 65. Monitor• Varredura vertical: • O feixe de elétrons vai da extremidade superior até a extremidade inferior da tela. Ao alcançar o fim, é desligada e volta à extremidade superior; • O feixe caminha uma única vez da parte superior para a parte inferior, enquanto o feixe da varredura horizontal aminha várias vezes; • Frequencia vertical: quantidade de vezes por segundo que o feixe de elétrons percorre a tela; • Moldura ou Quadro: são os pontos brilhantes gerados e obtidos em uma varredura vertical; 65
  • 66. Monitor Característica Sistema 1 Sistema 2 Sistema 3 Sistema 4Frequencia Horizontal 15.750Hz 15.625 Hz 31,5 KHz 48 KHz Frequencia Vertical 60 Hz 50 Hz 65 Hz 72 Hz Número de linhas 262,5 312,5 480 666Número de campos por 60 50 65 72 segundo 60 Hz = 60 varreduras verticais por segundo 50 Hz = 50 varreduras verticais por segundo 15.625 Hz / 50 Hz = 312,5 linhas 15.750 Hz / 60 Hz = 262,5 linhas 66
  • 67. Monitor• REESCRITA DE TELA ou REFRESHING: • O feixe de elétrons deve passar periodicamente pelos pontos pois a tela não mantém permanentemente a luminosidade em um local;• Memória associada ao sistema de vídeo: • É aquela que armazena os bits que constituem as informações sobre os símbolos que podemos mostrar na tela de um vídeo; • Fica no próprio vídeo, na memória principal ou no módulo de E/S (placa de vídeo); • Módulo de E/S: • Gerenciam a comunicação entre o processador, a memória principal e o vídeo; • Gera os sinais de varredura; • Envia as informações de acende/apaga do feixe de elétrons; 67 • Etc.
  • 68. Monitor• Duas modalidades de representação de símbolos em uma tela de vídeo: • Textual ou símbolo a símbolo: • Gráfica ou bit a bit 68
  • 69. Monitor• Textual ou símbolo a símbolo:• A tela é dividida em linhas e colunas formando uma matriz de localização;• Matriz mais comum: 24 linhas por 80 colunas representando 1920 símbolos;• Caracteres são armazenados na memória de vídeo como um conjunto de 2 bytes• Um byte indica o código de armazenamento;• Outro byte indica os atributos de apresentação do caracter na tela;• Cada símbolo é construído na tela por uma matriz de pontos em geral tendo tamanho de 5 linhas por 7 colunas. 69
  • 70. Monitor• Gráfica ou bit a bit• Necessário varreduras mais rápidas para melhorar o desempenho do sistema de vídeo;• A tela é uma única e grande matriz de pontos;• Os pontos podem estar ligados (brilhante) ou desligados (escuros);• Cada ponto/elemento também é chamados de pixels (picture element);• Vídeos monocromáticos: 1 pixel = 1 bit;• Vídeos coloridos: 1 pixel = mais de um 1 bit;• Cada pixel possui um endereço individual para ser apresentado na tela;• Vídeos no modo gráfico permitem, em uma mesma tela, utilizar 70 diferentes tamanhos e formas de caracteres;
  • 71. Monitor• Gráfica ou bit a bit• Problemas de desempenho:• Capacidade de memória: • Há necessidade de se armazenar mais pontos, consequentemente mais bits e bytes para representar o símbolos; • Há necessidade de armazenar várias telas; • Vídeo colorido requer de um até 3 bytes de informação para cada pixel;• Desempenho do sistema de vídeo: • Cada informação é movimentada da memória de vídeo para a tela em grandes quantidades de bits; • Requer elevada velocidade de processamento;• Atualmente placas de video possuem seus próprios processadores e memórias para reduzir o trabalho da CPU e acelerar o processamento das telas; (dai o nome de placas aceleradoras de vídeo) 71
  • 72. Monitor• Um conjunto de quadros por segundo produz uma imagem ou mantém a que está sendo apresentada. Duas são as formas de se obter a imagem:• Modo Entrelaçado: • Técnica pela qual o feixe eletrônico varre a tela produzindo metade das linhas que constituem um quadro. Na primeira varredura são produzidas as linhas ímpares e na segunda varredura as linhas pares. Vantagem: reduz o custo dos circuitos eletrônicos. Desvantagem: cintilação (quando o olho humano enxerga a varredura)• Modo Não-Entrelaçado: • Técnica usada para evitar a cintilação e produzir imagens mais perfeitas. Cada quadro é montado em apenas uma varredura vertical. Desvatagem: custo maior devido às altas frequencias 72 que devem ser usadas.
  • 73. Monitor• Resolução: • É medida pela quantidade de pixels que pode ser apresentada em uma tela; • 320 x 200 = 64.000 pixels  320 pixels em cada linha (horizontal) por 200 pixels em cada coluna (vertical); • Normalmente a quantidade de pixels mostrados horizontalmente é maior que a vertical; • Dot pitch: • Distância existente entre dois pixels adjacentes ou a distância entre dois pontos coloridos de uma tríade, medida em milimetros. Vídeos atuais tem dot pitch entre 0,24mm e 0,40mm. Quanto mais baixo o valor do dot pitch e mais alta a resolução melhor a imagem (mais nítida e definida); 73
  • 74. Monitor• Resolução:• VGA: Video Graphics Array. 1987, PS/2 da IBM; 640 x 480 pixels (entre outras), 16 cores, F. V. 70 Hz, F. H. 31,5 KHz;• SVGA: Super Video Graphics Array. 1989, 800 x 600 pixels, 16 cores, F. V. 56 e 72 Hz, F. H. 31,5 e 48,0 KHz;• 8514A: 1987, IBM, 640 x 480, 1024 x 768, 1280 a 1024, 16 a 256 cores; 74