Aula 2. Dispositivos de entrada. Dispositivos controladores. Memórias. Processador
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- Clara Angelim Batista
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1 13 Aula 2 Dispositivos de entrada São dispositivos basicamente elétricos que são os responsáveis pela tradução da linguagem natural, humana para sinais elétricos, que posteriormente serão convertidos em linguagem de máquina. Entre vários dispositivos podemos citar: O teclado é uma placa de interruptores que conforme endereço designa um caractere. Sinteticamente ele apenas liga circuitos e transfere energia para a controladora. O mouse é muito parecido com o teclado, que assim como ele é um apontador, porém trabalha com apenas 2, 4 ou 5 (as vezes mais) itens de entrada, sendo o eixo X e Y para o comando do ponteiro do mouse, um Enter e o comando Propriedades. Também podemos citar dispositivos como microfones, câmeras, leitores biométricos e touchpads. Dispositivos controladores São os responsáveis pela comutação de sinais elétricos para sinais binários puros (zeros e uns). Entre as controladoras podemos citar a placa de vídeo, placa de rede, placa do HD, entre outras. Memórias As memórias podem ser descritas como dispositivos compostos de um conjunto grande de circuitos, cada qual capaz de armazenar um bit, para a memória principal, para as memórias secundárias existem diversos outros meios como eletromagnéticos, elétricos estáveis, magnéticos, óticos e muitos outros, alguns exemplos são: Memórias do tipo RAM; Memórias magnéticas (fitas e HDs); Memórias Flash; e Memórias cache. Processador A Unidade Central de Processamento (UCP ou CPU) é o dispositivo que gerencia todo o funcionamento do computador, a CPU é coordenada pelos programas (memória de instruções) e processa os dados (memória de dados) e escreve novamente na memória de dados os resultado obtidos. Vamos entender como funciona o Processador. Unidade Aritmética Lógica A ALU/UAL é o dispositivo da CPU/UPC, ela é composta por um conjunto de circuitos que realizarão os cálculos. A base de todos eles é a soma e as outras operações são derivadas dela. Para que um circuito realize a soma, é preciso entender as:
2 Portas lógicas Adaptado de: Neste site é possível simular todas as portas lógicas. Portas Lógicas Padrão NOT As seguintes são as portas lógicas padrão: É a porta inversora. Seu símbolo e tabela-verdade são: 14 AND A porta AND mais simples possui 2 entradas e 1 saida. OR A porta OR mais simples possui, também, 2 entradas e 1 saida.
3 15 XOR É o OU exclusivo. Existem ainda as portas NAND, NOR, XNOR. Ok, mas na teoria é simples, como construo uma porta dessas? Nestes exemplos foram utilizados os seguintes componentes: Diodos; Transistores; Resistores; e Condutores. Circuitos combinados Denomina-se circuito combinado, ou combinatório, o conjunto de portas lógicas que exerçam a função para que foram criadas, independente de estado, ou seja, o resultado sempre será o mesmo, diferentemente dos circuitos sequenciais que dependem do estado em que estão, ou seja, o resultado pode variar. Veja o semi-somador: Ilustração 1: Semi-somador E o somador
4 16 completo: Ilustração 2: Somador completo Ilustração 3: Somador de 4 bits Multiplexadores Os multiplexadores são responsáveis por transportar um sinal de 2, 4, 8, 16 ou mais canais (base 2) por um única canal. São utilizados para transporte de sinais a longas distâncias, economizar vias e criar lógicas de ordem para o transporte, em especial quando atuam em conjunto com os desmultiplexadores. Quando um circuito tiver que trabalhar (ou retrabalhar um sinal) e tiver duas entradas, situação impossível, o multiplexador decide qual sinal deverá entrar naquele momento, de forma matemática. endereço WR Memória de dados SEL _A ESCR _A MUX Registrador A 1º operando 2º operando Somador resultado da soma Desenho 2: Aplicação de um Multiplexador Ilustração 4: Multiplexador de 4 bits de entrada
5 Decodificadores Os decodificadores são o oposto da criação dos códigos. Os decodificadores permitem recuperar informações codificadas, como os números binários em números decimais. Um decodificador com 4 entradas permite a criação de um display que exiba de 0 à F, este display é composto de 7 saídas, codificadas de A à G. Veja um exemplo de um decodificador de 2 entradas e um display. 17 Ilustração 5: Decodificador de 2 bits de entrada
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