Transmissões Síncronas e Assíncronas e Multiplexação

Transmissões Síncronas e Assíncronas

Uma transmissão é síncrona quando, no dispositivo receptor, é activado um mecanismo de sincronização relativamente ao fluxo de dados proveniente do emissor. Este mecanismo de sincronização é um relógio (clock) interno no dispositivo de recepção (por exemplo, modem) e determina de quantas em quantas unidades de tempo é que o fluxo de bits recebidos deve ser segmentado, de modo a que casa segmento assuma o mesmo tamanho e formato com que foi emitido.

Uma transmissão Assíncrona quando não é estabelecido, no receptor, nenhum mecanismo de sincronização relativamente ao emissor e, portanto, as sequências de bits emitidos têm de conter em si uma indicação de inicio e do fim de cada agrupamento; neste caso, o intervalo de tempo entre cada agrupamento de bits transmitidos pode variar constantemente (pois não há mecanismo que imponha sincronismo) e a leitura dos dados terá de ser  feita pelo receptor com base unicamente nas próprias sequências dos bits recebidos. Multiplexação A multiplexação consiste na operação de transmitir várias comunicações diferentes ao mesmo tempo através de um único canal físico. O dispositivo que afecta este tipo de operação chama-se multiplexador (multiplexer ou apenas mux). Existem diferentes modos de efectuar a multiplexação, nomeadamente:   (FDM - Frequency Division Multiplexing); o espectro de frequências é dividido em diversas faixas, uma para cada transmissão ou comunicação distinta.   (TDM - Time Division Multiplexing); o tempo de transmissão de um canal é dividido em pequenas fracções de tempo (iguais ou de acordo com uma proporção estatística), atribuindo-se uma fracção a cada uma das várias transmissões que estão a decorrer ao mesmo tempo.

SCSI

SCSISCSI (pronuncia-se "scãzi"), sigla de Small Computer System Interface, é uma tecnologia que permite ao usuário conectar uma larga gama de periféricos, tais como discos rígidos, unidades CD-ROM, impressoras e scanners. Características físicas e elétricas de uma interface de entrada e saída (E/S) projetadas para se conectarem e se comunicarem com dispositivos periféricos são definidas pelo SCSI.

Padrões SCSI

Existe uma grande variedade de padrões de dispositivos SCSI, sendo que estes inicialmente usavam interfaces paralelas. Alguns exemplos: SCSI-1 (barramento de 8 bits, clock de 5 MHz e taxa de transferência de 5 MB/s), Fast SCSI (barramento de 8 bits, clock de 10 MHz e taxa de transferência de 10 MB/s), Ultra SCSI (barramento de 8 bits, clock de 20 MHz e taxa de transferência de 20 MB/s), Ultra2 Wide SCSI (barramento de 16 bits, clock de 40 MHz e taxa de transferência de 80 MB/s) e Ultra-320 SCSI (barramento de 16 bits, clock de 80 MHz DDR e taxa de transferência de 320 MB/s).

SCSI é mais comumente usado em discos rígidos e unidades de fita, mas também pode ser conectado em uma grande gama de dispositivos, incluindo scanners e drivers de CD.

Posteriormente foram também criadas interfaces seriais, como a SSA (Serial Storage Architecture), com taxa de transferência de 40 MB/s e SAS (Serial Attached SCSI) de 300 MB/s, também chamado de SASCSI.

Diferencião entre RAM,ROM,memória volátil e não volátil

RAM e ROM

As memórias ROM (Read-Only Memory - Memória Somente de Leitura) recebem esse nome porque os dados são gravados nelas apenas uma vez. Depois disso, essas informações não podem ser apagadas ou alteradas, apenas lidas pelo computador, exceto por meio de procedimentos especiais. Outra característica das memórias ROM é que elas são do tipo não voláteis, isto é, os dados gravados não são perdidos na ausência de energia elétrica ao dispositivo.
As memórias RAM (Random-Access Memory - Memória de Acesso Aleatório) constituem uma das partes mais importantes dos computadores, pois são nelas que o processador armazena os dados com os quais está lidando. Esse tipo de memória tem um processo de gravação de dados extremamente rápido, se comparado aos vários tipos de memória ROM. No entanto, as informações gravadas se perdem quando não há mais energia elétrica, isto é, quando o computador é desligado, sendo, portanto, um tipo de memória volátil.

Volátil e não Volátil

Volátil: Memórias voláteis são as que requerem energia para manter a informação armazenada. São fabricadas com base em duas tecnologias: dinâmica e estática

Não Volátil : São aquelas que guardam todas as informações mesmo quando não estiverem a receber alimentação


Ou seja:

Uma memória volátil, pode ser mudada, não é constante. Uma memória não volátil não...

Um exemplo é a Memória Ram, e a memória Rom (Rom por exemplo: BIOS).
A memória RAM quando não tem energia, é eliminada. Não guarda informação.

A memória ROM, como é o caso da BIOS do seu PC, guarda informação mesmo sem ter energia para a sustentar!

CPU- Unidade Central de Processamento

A unidade central de processamento ou CPU (Central Processing Unit), também conhecido como processador, é a parte de um sistema computacional, que realiza as instruções de um programa de computador, para executar a aritmética básica, lógica, e a entrada e saída de dados1 . A CPU tem papel parecido ao cérebro no computador2 . O termo vem sendo usado desde o início de 1960.3 A forma, desenho e implementação mudaram drasticamente desde os primeiros exemplos, porém o seu funcionamento fundamental permanece o mesmo.

Conceitos

As primeiras CPUs personalizadas foram concebidas como parte de um computador maior. No entanto, este método caro de fazer CPUs personalizadas para uma determinada aplicação rumou para o desenvolvimento de processadores produzidos em massa que são feitas para um ou vários propósitos. Esta tendência de padronização em geral começou na época de discretos minicomputadores e mainframes transistors e acelerou rapidamente com a popularização dos circuitos integrados (CI).

História

Computadores como o ENIAC tinham que ser fisicamente religados a fim de realizar diferentes tarefas, por isso estas máquinas são muitas vezes referidas como "computadores de programa fixo". Visto que o termo "CPU" é geralmente definido como um dispositivo para execução de um software (programa de computador), os primeiros dispositivos que poderiam muito bem ser chamados CPUs vieram com o advento do computador com programa armazenado.

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Nome: Leonardo Vinicius Alves Lobo   n°: 29  <p>
1º Tec inf.
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Controladoras

Introdução

Não importa que função tenha o seu computador, a capacidade de armazenamento é uma importante parte do seu sistema. Na verdade, a maioria dos computadores pessoais possui um ou mais dos seguintes dispositivos:

IDE

Normalmente, esses dispositivos se conectam ao computador através de uma interface IDE (Integrated Drive Electronics). Basicamente, IDE é uma forma padrão para um dispositivo de armazenamento se conectar ao computador. Mas esse, na verdade, não é o nome técnico real para a interface. O nome original é AT Attachment (ATA), devido ao fato de que a interface foi desenvolvida inicialmente para o computador AT da IBM. Neste artigo, você irá aprender sobre a evolução da IDE/ATA, o que são os pinouts (função de cada fio em um cabo ou cada pino em um conector) e o que os termos "slave" e "master" na IDE significam exatamente para a extensão. 

      EIDE

IDE não chega a ser um padrão. Tecnicamente não passa de uma estratégia de mercado que se desdobra em alterações no software (mudanças no BIOS para aceitar os modos de transferência mais rápidos e vencer as demais limitações) e no hardware, permitindo às controladoras aceitarem, além dos discos rígidos, drives de CD-ROM e de fita.

Antes de entrar em detalhes sobre as características do EIDE, uma advertência. De acordo com a WD, que concebeu as especificações, para ser efetivamente classificado como EIDE um sistema deve satisfazer a quatro condições: suportar os modos de transferência mais rápidos do padrão ATA-2, não ter sua capacidade limitada a 504Mb, aceitar até quatro periféricos por sistema e não exigir que estes periféricos sejam obrigatoriamente discos rígidos. Porém, em inglês, o termo "enhanced", que em uma tradução livre significa algo parecido com "incrementado", é usado correntemente para designar qualquer coisa que tenha evoluído em relação a um modelo anterior. E ninguém pode impedir este uso. O resultado disto é que certos fabricantes, contrariando as especificações, decidiram classificar por sua própria conta alguns modelos de seus discos rígidos como "Enhanced IDE" somente porque eles são melhores que o modelo anterior e satisfazem a uma ou mais das condições especificadas, mesmo que não satisfaçam a todas. O que aumenta razoavelmente a confusão em um mercado que nunca primou por uma terminologia coerente. Portanto, tenha em mente que nem sempre o seu novo e reluzente HD EIDE terá todas as vantagens que a WD especificou quando concebeu o "padrão" EIDE.

A estrutura de computador digital

1. Introdução

Um computador digital é uma maquina criada para resolver problemas para as pessoas, muitos acham que o computador digital é "inteligente" sendo que ele é extremamente "burro", pois só vai executar tarefas dadas a ele através de uma seqüência de instruções a qual denominamos de programa ou sistemas operacionais, juntamente com seus aplicativos que implementam a funcionalidade para a sua utilização de forma que conhecemos atualmente.

            O computador ele é divido em varias partes de hardwares onde temos a placa-mãe que gerencia a comunicação entre outros periféricos de entrada e saída, tanto integrados a ela (On-board) ou não (Off-board), temos o processador que é responsável pelos processamentos dos dados (CPU) e a memória principal onde armazena dados temporários. Mais adiante iremos ver afundo cada item do computador digital e veremos também a sua historia e seus respectivos inventores e determinadas tecnologias que foi fundamental para o desenvolvimento do computador digital.

2. História

A primeira geração dos computadores digitais foi por volta de 1940, onde foi considerado a era da computação moderna, esta corrida de desenvolvimento ocorreu antes e durante a Segunda guerra mundial, com a criação e modernização de certos itens tais como: os circuitos eletrônicos, relés, capacitores e válvulas. Os itens mecânicos dos computadores analógicos foram alterados e o calculo digital substituiu o calculo analógico.

            Assim, os computadores projetados e construídos nesta época foram chamados de computadores de "primeira geração", a primeira geração dos computadores foi construída manualmente e utilizando circuitos de relés e válvulas. Um dos computadores que se destacou nesta época foi o ENIAC, um projeto do Exercito Americano e criado pelos engenheiros J. Presper Eckert e John Mauchy, onde foi feito o primeiro computador a válvulas e o seu desempenho era considerado um marco para a época onde o ENIAC fazia quinhentas multiplicações por segundo. Depois do ENIAC, John von Neumann propôs a idéia de transformar os calculadores em "cérebros eletrônicos" e assim criando uma forma de utilização para modelar a arquitetura do computador em três características que foram:

            1. Codificar as instruções de uma forma possível que fosse armazenado em memória e Von Neumann propôs a utilização do que hoje conhecemos como código binário (1 e 0).

            2. Armazenar instruções na memória e todas as informações e tarefas a serem executada.

            3.  Buscar instruções diretas na memória em vez dos cartões perfurados.

            Os computadores digitais mudaram dramaticamente desde os primeiros criados na década de 1940, quase todos os computadores atuais ainda utilizam a arquitetura de von Neumann.

Tabela 1. Alguns dos marcos no desenvolvimento do computador digital

Ano

Nome

Construído por

Comentários

1834

Maquina analítica

Babbage

Primeira tentativa de construir computador digital.

1943

COLOSSUS

Governo Britânico

Primeiro computador eletrônico

1946

ENIAC

Eckert/Mauchley

A história moderna dos computadores começa aqui

1952

IAS

von Neumann

A maioria das máquinas atuais usa esse projeto

1964

6600

CDC

Primeiro supercomputador científico

1981

IBM-PC

IBM

Deu inicio à era moderna do computador pessoal

1981

Osborne-1

Osborne

Primeiro computador portátil

1993

Newton

Apple

Primeiro computador: palmtop

3.  O que é computadores digitais

O computador digital é um dispositivo elétrico concebido para manipular símbolos, dados, com rapidez e precisão, que recebe dados de entrada e de forma automática, os processa de modo a obter dados de saída com base em um conjunto detalhado de instruções (que também constituem dados de entrada).

            Processar dados significa transformar informações que temos em mãos (informações iniciais ou de entrada) em informações úteis (informações finais ou de saída).

4. Arquitetura do computador digital

Seguindo o modelo de arquitetura criado por John van Neumann, os computadores atuais possuem quatro sessões principais, a unidade lógica aritmética, a unidade de controle, a memória e os dispositivos de entrada e saída. Estas unidades são ligadas através de barramentos específicos conforme o seu dispositivo. A unidade lógica e aritmética, a unidade de controle, os registradores e a parte básica de entrada e saída são conhecidas como processadores (CPU).

4.1 Unidade Central de Processamento (UCP ou CPU)

UCP, ou CPU (Central Processing Unit), como é mais conhecida, é a unidade central de processamento. A CPU é composta de uma unidade de aritmética e lógica (ULA), uma unidade de controle (UC) e uma memória central (principal). As unidades de entrada e saída e as unidades auxiliares são conhecidas como unidades periféricas. Veja na figura abaixo um esquema que representa a arquitetura da CPU.



A CPU tem 3 funções básicas:

    * Realizar cálculos de operações aritméticas e comparações lógicas.

    * Manter o funcionamento do conjunto, através da unidade de controle que interpreta e gerencia a execução de cada instrução do programa. Essa unidade coordena não apenas as atividades dos equipamentos periféricos, mas também da própria unidade aritmética e lógica e o acesso à máquina.

    * Administrar na memória central (principal) além do programa submetido, os dados transferidos de um elemento ao outro da máquina, visando o seu processamento. A rapidez de acesso a essa memória bem como a sua capacidade, são características fundamentais de um computador.

            Nos computadores atuais, a CPU é implementada fisicamente no processador, que é um único chip constituído por milhões de transistores. Ele é considerado a parte mais importante de um computador, pois é responsável pelo processamento de todo tipo de dado que é introduzido no computador e pela apresentação das mesmas em seu vídeo.

            Desde a criação, ocorreram diversas modificações nos processadores visando aumentar sua capacidade de processamento, sendo que alguns dos mais atuais são os da Intel i3, i5 e i7 e o AMD Athlon II X2, X6 e Athlon Phenom II. Dentre os modelos citados, existem alguns mais rápidos do que outros. O que determina se um processador é mais rápido que outro é a velocidade de execução de instruções que é usualmente medida pela unidade denominada GigaHertz (GHz).

            O hertz por sua vez, é uma unidade de periodicidade assim designada em honra do físico alemão Heinrich R. Hertz (1857-94). Um hertz corresponde a um ciclo por segundo.

            Um gigahertz representa um bilhão de ciclos por segundo. Nos computadores essa é uma medida de rapidez da unidade central de processamento (CPU). Essa unidade tem um relógio (Clock), que a faz pulsar tantas vezes por segundo como o número de hertz que lhe é característico. Assim, por exemplo, um processador com 3 GHz completa 3 bilhões de ciclos por segundo e, em cada um desses ciclos, envia ordens para as unidades do computador. Determinamos que neste caso as ordens sejam enviadas ao ritmo de 3 bilhões de vezes por segundo.

4.2 Memória principal

Na placa-mãe também ficam encaixados os pentes da memória principal, chamados de pentes ou módulos de memória RAM - (Random Access Memory), a memória de acesso aleatório. É para a memória RAM que são transferidos os programas (ou parte deles) e os dados que estão sendo trabalhados. É principalmente nela que é executada a maioria das operações, portanto é nesta memória que ocorrem as operações da CPU.

            A memória RAM pode ser reescrita quantas vezes quisermos, mas os dados guardados nela são apagados, ou seja, o seu conteúdo é esvaziado quando o computador é desligado. Daí a necessidade de guardar ("salvar") o resultado do processamento no disco rígido (HD) antes de desligá-lo. Assim, a memória RAM é uma memória temporária (volátil).

            A razão da existência e importância da memória RAM está na sua velocidade de leitura dos dados, que é muito grande. Todas as informações que estão contidas nela podem ser acessadas de maneira mais rápida do que as informações que estão em outros dispositivos de memória (memória secundária).

            Os pentes de memória RAM variam em capacidade de armazenamento e em velocidade. Em princípio, quanto mais memória RAM o PC tiver, tanto mais rápido será o seu funcionamento e mais facilmente ele suportará a execução de funções simultâneas.  Os tamanhos típicos de memória RAM atuais são 1, 2, 4, 6, 8 Gb, e assim por diante. Quando se escolhe um PC, esta especificação é quase tão importante quanto à capacidade do processador, pois a simples adição de mais memória pode deixar um computador mais rápido, sem que haja a necessidade de trocá-lo por um modelo mais moderno.

4.3 Memória Cache

É um tipo de memória RAM especial de alta velocidade de acesso, está localizada entre a CPU e a memória RAM, e o seu objetivo é de aumentar a velocidade de transferência de dados e instruções, mantendo os dados que são mais solicitados. Presente nos computadores mais recentes.

4.4 Dispositivo de E/S (entrada e saída)

Os dispositivos de entrada é o canal que permite a passagem de dados iniciais do usuário para o computador. Eles são responsáveis pela entrada de dados existentes e encaminhamentos à CPU. Como dispositivos de entrada podemos citar o teclado, leitores de caracteres magnéticos, mouse, scanner, caneta ótica, leitora de código de barra, leitor de disquetes (drive) etc. Já os dispositivos de saídas são responsáveis pela saída dos dados existentes recebidos da CPU. Como dispositivos de saída podemos citar o monitor de vídeo e impressora e o gravador de DVD (drive).

4.5 Memória Secundária (Auxiliar)

Ela é responsável pelo armazenamento definitivo de programas e dados. Os dados nelas gravadas ficam armazenados mesmo quando o micro está desligado, mas seu acesso é mais lento que o acesso à memória principal. Entre os dispositivos mais comuns utilizados para armazenar estes dados, podemos citar o Disco Rígido ou winchester (HD) e entre outros dispositivos(CD-ROM; DVD-ROM).

            O disco rígido (Hard disk ou HD) também fica no gabinete e é o local onde se encontra a maior parte da memória secundária, onde o são armazenados os programas e os dados que estão sendo usados, modificados ou processados. Uma característica desse tipo de disco é que os dados gravados podem ser recuperados para a memória RAM, modificados e novamente gravados inúmeras vezes.

5. Conclusões

A historia do computador pode ser considerado um marco para o desenvolvimento de muitas tecnologias utilizadas, pois na maioria dos equipamentos atuais tem um computador digital a qual executam certas tarefas que antigamente era feita manualmente ou não tinha como fazer por limitações da nossa memória. O que o computador digital tem de especial é justamente a memória, onde a sua capacidade de armazenar dados e transformá-los em informações úteis para o nosso dia-a-dia é uma tecnologia formidável.

            O computador digital só teve o seu avanço devido à criação da arquitetura que conhecemos atualmente, a qual é divida em quatro partes:

    * A unidade lógica e aritmética.
    * A unidade de controle.
    * A unidade de memória.
    * Dispositivos de entrada e saída.

Esta arquitetura foi desenvolvida por John von Neumann e o primeiro computador a utilizar foi o IAS em 1952. O computador digital é o que é devido a esta arquitetura a qual muitos dos computadores digitais atuais utilizam.

Referências

Tanenbaum, Andrew S. (2007) "Organização estruturada de computadores – 5º edição", Prentice Hall Brasil.