Os dispositivos de entrada e saída (E/S) se comunicam com um sistema de computador através de uma combinação de interfaces de hardware e software. Os detalhes dependem do dispositivo e do sistema operacional, mas o processo geral envolve estas etapas:
1.
interface de hardware: Cada dispositivo de E/S se conecta ao computador através de uma interface específica, como:
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USB: Uma interface comum para muitos dispositivos, como teclados, ratos, impressoras e unidades externas.
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portas seriais/paralelas (menos comum agora): Interfaces mais antigas para conectar dispositivos.
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hdmi, displayport, DVI: Interfaces para saída de vídeo.
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Ethernet: Para conexões de rede.
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Bluetooth, Wi-Fi: Interfaces sem fio.
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pcie (componente periférico Interconect Express): Uma interface de alta velocidade para dispositivos internos, como placas gráficas e cartões de som.
A interface fornece uma conexão física e define os sinais elétricos usados para comunicação.
2.
drivers de dispositivo: Os drivers de dispositivo são programas de software que atuam como tradutores entre o sistema operacional e o dispositivo de E/S. Eles "entendem" a interface de hardware específica e os comandos do dispositivo. Eles traduzem solicitações do sistema operacional em sinais que o dispositivo entende e vice-versa.
3. Interação do sistema operacional: O sistema operacional (como Windows, MacOS ou Linux) gerencia a interação entre o driver do dispositivo e os aplicativos. Quando um aplicativo deseja usar um dispositivo de E/S (por exemplo, imprima um documento), ele faz uma solicitação ao sistema operacional.
4.
interrupções: Muitos dispositivos de E/S usam interrupções para sinalizar a CPU quando tiverem dados prontos (entrada) ou concluírem uma tarefa (saída). Uma interrupção é um sinal que suspende temporariamente a tarefa atual da CPU para lidar com a solicitação de E/S.
5.
Transferência de dados: Os dados são transferidos entre o dispositivo de E/S e a memória do computador usando a interface de hardware e o driver do dispositivo. Essa transferência pode ser buffer (armazenada temporariamente) para otimizar o desempenho.
6.
Interação do aplicativo: Depois que a transferência de dados é concluída, o sistema operacional notifica o aplicativo. Para entrada, o aplicativo recebe os dados; Para saída, o aplicativo sabe que a operação está concluída.
Exemplo (teclado): 1. Você pressiona uma tecla no teclado.
2. O teclado envia um sinal (através do USB) para o computador indicando qual tecla foi pressionada.
3. O controlador USB na placa -mãe detecta o sinal.
4. O driver do teclado intercepta o sinal e o traduz em um código de caractere.
5. O sistema operacional recebe o código do caractere.
6. O sistema operacional envia o código do caractere para o aplicativo que tem foco.
7. O aplicativo exibe o caractere na tela.
Em resumo, os dispositivos de E/S se comunicam através de uma arquitetura em camadas:a interface física de hardware, o driver de dispositivo que atua como um tradutor, o sistema operacional que gerencia os recursos e o aplicativo que finalmente usa a entrada ou exibe a saída. O processo envolve codificação e decodificação de sinal cuidadosas, buffer de dados e manuseio de interrupção para garantir uma comunicação confiável e eficiente.
