A transmissão de dados: paralelo e serial
Transmissão paralela
Elas se caracterizam por utilizar meios físicos com muitas vias de comunicação. Um exemplo onde se pode verificar isso são os antigos cabos de impressora matricial.
A utilização destas várias vias se dá pelo fato de que cada uma delas é responsável pela transmissão de um bit, seja para completar um caractere ou para controle deles. Como geralmente um caractere é formado por 8 bit’s, então são necessários 8 vias para que um caractere seja formado, enviado e recebido. Ele dispara, de uma única, vez 8 bit’s, ou seja, um caractere por pulso.
Mas como você já deve ter percebido, cabos dessa natureza não contem somente as 8 vias de comunicação. Tem vários outros. Eles servem de controle de transmissão e erros.
Vemos também esse exemplo muito bem exposto na placa-mãe. Ligando circuitos integrados a outros (como chipset ao processador, por exemplo), estas vias tem um nome diferente: barramento. Cada barramento transmite informações de forma paralela. Isso torna mais rápida a troca de informação entre os devices, principalmente na ponte norte.
Transmissão serial
Este tipo de transmissão, como o nome sugere estando em inglês, se dá em serie - um bit atrás do outro. Para este tipo de transmissão é necessária apenas uma via de transmissão. Vemos isso definido na comunicação do mouse com a placa-mãe. Seus controles de transmissão são na mesma via.
A maioria das transmissões de dados é feita de forma serial por causa do baixo custos de material e manutenção – alem do alcance poder ser bem maior se comparado ao cabo paralelo que é de 3m, por exemplo.
Além de tudo isso, existe o fato da baixa possibilidade de atenuação de sinal por interferência, já que, quanto mais vias existir num cabo, maior a chance de perdemos informação.
Enquanto podemos ter 3m para cabos paralelos, para os seriais, como os cabos de rede UTP CAT5, podemos ter ate 100m ou mais devido o fato de haver uma tecnologia que anula o crosstalk - interferência entre os pares dentro de um cabo, também conhecida como diafonia.
Vias de ondas eletromagnéticas, como redes wireless, por exemplo, terão sempre transmissões seriais, a não ser que hajam vários canais emitindo de forma sincronizada, bits para formação de informações, caracterizando assim uma transmissão paralela. Mas é uma tecnologia mais cara.
Quando pensamos em rapidez e confiabilidade, analisemos então, quem é mais rápido: paralelo ou serial?
Poderíamos afirmar que as transmissões paralelas são no mínimo 8 vezes mais rápidas que a serial, sendo que esta entrega 1 bit é de uma vez, enquanto a serial entrega os bit's em fila.
Errado!
Além do curto espaço entre pontas no cabo paralelo, há ainda o crosstalk, não podendo ter no cabo, uma freqüência mais alta. Havendo perda de uma única via, não haverá mais entrega de dados.
Com os dados transmitidos de forma serial necessitam de uma única via (duas, contando com o terra), só teríamos problemas com interferência vindo de fontes próximas.
Porta serial
A interface serial ou porta serial, também conhecida como DE9 é uma porta de comunicação utilizada para conectar modems, mouses, algumas impressoras, scanners e outros equipamentos de hardware. Na interface serial, os bits são transferidos em fila, ou seja, um bit de dados de cada vez. Também é conhecido como DB9 e está atrelada às portas de comunicação COM1 e COM2.
Porta paralela
A porta paralela é uma interface de comunicação entre um computador e um periférico. Quando a IBM criou seu primeiro PC ("Personal Computer" ou "Computador Pessoal"), a idéia era conectar a essa porta a uma impressora, mas atualmente, são vários os periféricos que se podem utilizar desta conexão para enviar e receber dados para o computador (exemplos: scanners, câmeras de vídeo, unidade de disco removível entre outros). Também conecida como DB25 e está atrelada à porta de comunicação LPT, quando uma impressora está instalada.
Universal Serial Bus
A USB é um tipo de conexão "ligar e usar" que permite a conexão de periféricos sem a necessidade de desligar o computador.
Ainda, foi projetado de maneira que possam ser ligados vários periféricos pelo mesmo canal. Assim, mediante uma topologia em árvore, é possível ligar até 127 dispositivos a uma única porta do computador, utilizando, para a derivação, hubs especialmente concebidos, ou se por exemplo as impressoras ou outro periféricos existentes hoje tivessem uma entrada e saida usb, poderíamos ligar estes como uma corrente de até 127 dispositivos, um ligado ao outro, os quais o computador gerenciaria sem nenhum problema, levando em conta o tráfego requerido e velocidade das informação solicitadas pelo sistema
Porta infravermelha IrDA - Infrared Data Association
Tipo de barramento que permite a conexão de dispositivos sem fio ao microcomputador (ou equipamento com tecnologia apropriada), tais como impressoras, telefones celulares, notebooks e PDAs.
A transferência é feita na forma de pacotes de dados enviados sequencialmente (serial). A comunicação via emissão infravermelha precisa de uma porta de emissão e outra de recepção.A distância máxima pode variar em função do dispositivo, atualmente existem redes Wireless com hub infravermelho, mas pode-se generalizar dizendo que a distância máxima para emissão ou recepção do sinal está em torno de 4,5 m. Existem mouses, teclados scanners, impressoras, relógios, videogames, calculadoras e redes, entre outros dispositivos que podem transmitir dados via “Infrared”.
Porta Bluetooth
Bluetooth é uma especificação industrial para áreas de redes pessoais sem fio (Wireless personal area networks – PANs). O Bluetooth provê uma maneira de conectar e trocar informações entre dispositivos como telefones celulares, notebooks, computadores, impressoras, câmeras digitais e consoles de videogames digitais através de uma frequência de rádio de curto alcance globalmente não licenciada e segura.
É um protocolo padrão de comunicação primariamente projetado para baixo consumo de energia com baixo alcance, (dependendo da potência: 1 metro, 10 metros, 100 metros) baseado em microchips transmissores de baixo custo em cada dispositivo.
O Bluetooth possibilita a comunicação desses dispositivos uns com os outros quando estão dentro do raio de alcance. Os dispositivos usam um sistema de comunicação via rádio, por isso não necessitam estar na linha de visão um do outro, e podem estar até em outros ambientes, contanto que a transmissão recebida seja suficientemente potente.
Classe | Alcance (Aproximadamente) |
Classe 1 | 100 metros |
Classe 2 | 10 metros |
Classe 3 | 1 metro |
IRQ e DMA – informação mais rápida
Hoje, graças às conexões em Plug’n’Play, não é mais necessária a configuração de acesso e pedidos do computador. Mas em raros casos, é importante termos estes conhecimentos para que saibamos aplicar em determinadas tarefas, como o de conexão de periféricos antigos, por exemplo.
DMA – Direct Acces Memory
O Acesso Direto a Memória é muito importante no desempenho dos devices e cada um deles, possue um endereço para isso. É uma maneira que os dispositivos tem, para não dependerem do processador para que eles acessem a memória. Antigamente, que determinada e endereçava era o processador, ocupando-o e fazendo perder tempo.
O DMA é uma característica essencial dos computadores modernos. Normalmente o único componente que acessa a memória RAM da máquina é o processador. O recurso DMA permite que outros componentes também acessem a memória RAM diretamente, como discos rígidos, o que aumenta o desempenho na transferência de grande quantidade de dados. De outra maneira, a CPU teria que copiar todos os dados da fonte até o destino. Isto é tipicamente mais lento do que copiar blocos de dados dentro da memória, já que o acesso a dispositivo de I/O através de barramentos periféricos é mais lento que a RAM. Durante a cópia dos dados a CPU ficaria indisponível para outras tarefas.
Uma transferência por DMA essencialmente copia um bloco de memória de um dispositivo para outro. A CPU inicia a transferência, mas não executa a transferência.
Endereços:
DMA 0 | Livre |
DMA 1 | Livre (default para placas de som) |
DMA 2 | Controlador do floppy |
DMA 3 | Livre (ou ECP para LPT1) |
DMA 4 | Entrada de cascateamento |
DMA 5 | Livre |
DMA 6 | Livre |
DMA 7 | Livre |
IRQ – Os pedidos de interrupção
Um pedido de interrupção (abreviação IRQ (em inglês)) é a forma pela qual componentes de hardware requisitam tempo computacional da CPU. Um IRQ é a sinalização de um pedido de interrupção de hardware.
Pense na interrupção como uma campainha que a placa aperta sempre que precisa da atenção do processador. Como o processador deve saber imediatamente quem chamou sua atenção, sem sair perguntando "foi você?" a todos os dispositivos, cada dispositivo precisa usar uma "campainha" diferente.
Hoje, o processador só consulta um dispositivo se receber uma solicitação deste último. Para isso, existem cerca de 16 linhas de interrupção nos Pcs atuais. O teclado, por exemplo, usa a interrupção 1.
IRQ1 = teclado |
IRQ3 = COM2 e COM4 |
IRQ4 = COM1 e COM3 |
IRQ9 = amarrada ao IRQ2 |
IRQ10 = indefinido |
IRQ11 = indefinido |
O controlador IDE e seus dispositivos mais comuns
Acrônimo de Integrated Drive Eletrônics ( Eletrônica de Drive Integrado), o dispositivo foi criado pela Western Digital a pedido da Compaq em 1986.
Embora padronizações tenham tido a designação ATA desde sempre, o mercado inicial divulgou a tecnologia como IDE. Estas designações foramm meramente comerciais e não de padrões oficiais, estes termos aparecem muitas vezes ao mesmo tempo: IDE e ATA. Com a introdução do Serial ATA em 2003, esta configuração foi renomeada para Parallel ATA (ou PATA, Paralelo ATA) referindo-se ao método como os dados eram transferidos pelos cabos desta interface.
A interface fora projetada inicialmente apenas para conectar discos rígidos; mas com a chegada de outros tipos de dispositivos de armazenamento — nomeadamente os de disco removível, como drives de CD-ROM, tape drives, e drives disquetes de grande capacidade, como as ZIP.
Hoje, a controladora IDE é OnBoard. São duas saídas de interface: uma primária, que pode conter dois dispositivos (um device em MASTER e outro em SLAVE) e outro secundário, que também pode conter outros dois dispositivos (MASTER e SLAVE, como na interface primária). Podem ser encaixados no mesmo computador, 4 HDs, por exemplo – sendo dois Hds na interface IDE primária (um em MASTER e outro em SLAVE) e mais dois Hds na interface IDE secundária (na mesma forma, um em MASTER e outro dispositivo em SLAVE). Podem ser váriados os layouts de dispositivos ATA, desde que obedeçam os limites de devices por interface e sua configuração MASTER\SLAVE.
A configuração destes devices (Drives de HD ou CD\DVD) será feita no próprio dispositivo através de JUMPERS posicionados entre a entrada da interface IDE e os cabos de força do dispositivos. O jeito de como será configurado, estará impressa no dispositivo.
Quanto ao cabo que liga o dispositivo à placa-mãe, chama-se FlatCable, que possue 3 conectores: um para a saída da interface na placa-mãe e outros 2 para as entradas da interface nos dispositivos, possibilitando assim, a conexão de dois devices no cabo. É válido tanto para a interface primária, quanto para a interface secundária. Existem 2 tipos, que são classificados pela quantidade de vias: a de 40 vias e a de 80 vias.
Apesar da interface IDE possuir apenas 40 contatos, os cabos de 80 dias são conectados na mesma interface. A diferença é que para cada via de transmissão de dados existe um terra. Isso evita a interferencia entre eles, devido a frequencia disponível hoje em dia. Nos HDs mais antigos, não se faz necessário o uso destes cabos, devido a lenta taxa de transmissão dos devices.
Os drives de disquetes
Há também, uma saída de interface para conexão de drives de disquetes, chamado Floppy. Podem ser dois dispositivos de disquete e sua distinção será feita pelo cabo, não pelo dispositivo, como nos HDs. Na ponta superior do cabo, existe uma parte que é visivelmente invertida.
Assim como nos FlatCables dos HD, o cabo que liga os drives de disquetes tem uma característica parecida com a dos ATA, por ser flat (achatado).
CURIOSIDADE
O Intel 8253/8254 é um chip temporizador de intervalo programável usado para execução de funções de contagem e cronometragem, encontrado em todos os PCs x86. Hoje em dia ele não é mais propriamente um chip.
O temporizador tem três contadores, chamados canais. Cada canal pode ser programado para operar de seis modos. Uma vez programado, os canais podem executar suas tarefas independentemente. O temporizador é geralmente designado para a IRQ0 (interrupção de hardware de mais alta prioridade) por causa da função crítica que ele realiza e porque muitos outros dispositivos dependem dele.
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