UNIDADE DE ENTRADA E SAÍDA
Para que possamos executar um programa, não basta que tanto ele quanto os dados
estejam armazenados na memória. É preciso que o programa concebido em uma folha de
papel e os dados que ele manipula sejam inseridos na máquina. Para tanto, precisamos de um
meio que faça a comunicação homem-máquina. Os dispositivos que realizam essa interface
são chamados periféricos porque, geralmente, não ficam localizados dentro do gabinete do
processador mas em sua periferia. Para a digitação do programa pode ser usado um teclado,
por exemplo. Da mesma forma que precisamos carregar o programa na máquina, também
precisamos de um meio de externar os resultados produzidos pelo programa, de forma que
possam ser percebidos pelos usuários. Uma impressora ou um terminal de vídeo podem servir
como periféricos de saída.
A forma de interligação dos periféricos com o processador é a mesma adotada entre a
UCP e a memória, ou seja, um barramento. O barramento é uma via de sinais elétricos por
onde passam dados, endereços e sinais de controle. Esse barramento, chamado barramento
do sistema, permite o compartilhamento de informações entre os diversos componentes do
computador, da mesma forma que o barramento interno da UCP permite o trânsito de
informações entre os registradores e demais dispositivos da UCP.
Os dispositivos de entrada e saída possuem a característica de realizarem o mesmo
tipo de função (comunicação homem-máquina) usando, entretanto, tecnologia bem diferente.
Por esse motivo existe um subsistema, chamado subsistema de entrada e saída, que cuida de
enviar e receber informações ao mundo exterior, convertendo as informações para uma forma
inteligível para o homem (no caso da saída), ou para a máquina (no caso da entrada). Cada
vez que uma tecla do teclado é pressionada, por exemplo, o subsistema converte o símbolo da
letra pressionada em um conjunto de sinais digitais (0 ou 1) representados por sinais elétricos
de 0 ou 5 Volts, que são os sinais com que a máquina sabe lidar.
Naturalmente cada dispositivo tem características distintas. Velocidade de acesso, tipo
de informação, forma de transmissão da informação, quantidade de informações transmitias,
são algumas das características que variam grandemente de um dispositivo para outro. Isso
torna a comunicação periférico / máquina muito complexa para ser feita diretamente. Assim, a
UCP não se liga diretamente a cada periférico, mas sim a dispositivos que realizam a tradução
e a compatibilização das características do dispositivo com as necessidades da UCP. Esses
dispositivos recebem nomes como controlador (de disco, de vídeo), interface de E/S,
processador de periférico, canal, adaptador, driver e outros. A função, entretanto, é sempre a
mesma: compatibilizar a ligação entre a UCP e o periférico, permitindo um fluxo de dados
correto em uma velocidade adequada.
Os dispositivos de E/S podem ser divididos em três categorias: os que recebem ou
transmitem informações diretamente para o ser humano (teclado, vídeo, impressora, etc.); os
que recebem ou transmitem informações inteligíveis apenas pela máquina (discos magnéticos,
discos óticos, sensores); e, os que recebem e transmitem de / para dispositivos remotos
(modens, regeneradores de sinais).
Quanto à forma de se estabelecer a ligação, esta pode ser serial (a informação flui bit a
bit) ou paralela (vários bits são transmitidos simultaneamente). A ligação periférico / UCP, além
dos dados em si, também compreende alguns sinais de controle, cujas características também
variam grandemente de um para outro periférico.
A seguir vamos abordar alguns dos mais representativos periféricos de E/S:
- Teclado - este periférico pertence à classe dos que se comunicam diretamente com o
homem. Cada tecla, ao ser pressionada, tem seu significado elétrico interpretado e é gerado
um código equivalente que, então, é transmitido à UCP. Existem três tipos básicos de teclados:
os exclusivamente numéricos (calculadoras, por exemplo); os dedicados (painéis de controle
industriais); e, os de propósito geral ( que possuem teclas numéricas, alfabéticas, símbolos
gerais, teclas de uso específico, etc.). As tecnologias mais utilizadas são: contato mecânico;
teclas capacitivas; e, teclas de efeito Hall. A grande maioria dos teclados usa a tecnologia
capacitiva. A seqüência resumida de operação de um teclado é a seguinte: um processador
interno ao teclado realiza constantemente uma varredura para ver se alguma tecla foi apertada;
um “debouncing” é realizado para verificar se realmente a tecla foi pressionada; é identificada
