Sistemas de Entrada e Saída ( I/O)

– Comparação entre as três maneiras de se receber uma operação  E/S programada (programmed I/O): na E/S programada, o programador define os instantes das operações de E/S, inserindo em seu código as instruções que realizam a operação de E/S. A E/S programada admite dois tipos de transferência:

Transferência Incondicional: A transferência é realizada incondicionalmente, ou seja,

independentemente do estado da interface/periférico.

Transferência Condicional: a operação de E/S só é realizada quando e se o dispositivo estiver pronto para tal. Em geral, em um programa que implementa uma transferência condicional tem se um laço de espera (loop), onde são efetuados a leitura e o teste do estado do dispositivo repetidas vezes até que o mesmo indique que a operação de E/S pode ser realizada. Essa transferência, por ser caracterizada pela consulta ao dispositivo, também é conhecida como transferência por polling.

E/S por interrupção (interrupt-driven I/O): Neste tipo de E/S a transferência é acionada por interrupção, ou seja, o instante da operação de E/S não é definido por programa, mas ditado pelo dispositivo externo através de um pedido de interrupção. Em geral, o pedido de interrupção está associado à disponibilidade do dispositivo em realizar a transferência – o dispositivo/interface solicita uma interrupção toda vez que está pronto para realizar a transferência.

DMA (direct memory access): Nas E/S programadas e por interrupção a CPU participa ativamente durante a transferência do dado. A CPU executa uma instrução para a leitura ou escrita na interface (por exemplo: MOVE.B INTERFACE,D0). A necessidade de busca e execução da instrução (e algumas vezes a própria velocidade da CPU) pode limitar a taxa de transferência colocando entraves na operação do sistema com dispositivos rápidos de armazenamento secundários (discos magnéticos). Na solução DMA, a CPU delega a dispositivo controlador de DMA a tarefa da transferência. Durante o DMA, a CPU fica em estado passivo (idle), sendo que o controle do barramento é efetuado por dispositivo Controlador de DMA.

 

– Comparando os novos dispositivos de armazenagens de dados Blu-Ray e HD-DVD, focando sua estrutura de gravação, intensidade dos lasers e suas principais diferenças. O nome de batismo desses dois formatos? Simples. O “HD” de HD-DVD significa apenas High Definition. E o Blu-ray (que no início era chamado de Blue-ray) é porque o feixe de laser para ler e gravar os dados tem coloração azul (blue). No DVD convencional, o laser é vermelho.

Formatos diferentes : A principal diferença entre os formatos é a capacidade de armazenamento, com vantagem para o Blu-ray, que armazena 25 GB em discos de uma camada (50 GB em duas camadas), contra 15 GB do HD-DVD de uma camada (30 GB em duas camadas). Por conta do maior espaço disponível, setores da indústria acreditam que o Blu-ray tenha preferência maior em aplicações de informática (software, games, backup) em contrapartida aos filmes.

As duas mídias ainda darão suporte aos formatos MPEG 2 e MPEG 4. Ainda em comparação com o DVD tradicional: a mídia do futuro (seja Blu-Ray ou HD-DVD) terá definição infinitamente superior: 1.080 linhas verticais contra 480 linhas verticais da mídia DVD que temos hoje.

A taxa de transferência também não tem nem comparação: o Blu-Ray, por exemplo, terá “velocidades” de 54,0 Mbps; o HD-DVD, de 36,55 Mbps. Já o DVD convencional tem, hoje, taxa de transferência de 11,1 Mbps.
Das três, a única mídia que tem uma certa resistência contra arranhões e perfurações é o Blu-Ray. Este último, já saiu na frente: os consoles PlaySation 3, que já estão nas lojas (no Brasil, só importados), trazem um leitor de Blu-Ray embutido. Gravadores, por enquanto, só no mercado asiático, e mesmo assim mais para o meio do ano. A Microsoft, para fazer frente, instalou, em seu console XBox 360, um dispositivo externo capaz de ler discos no formato HD DVD.
Capacidade não é, aqui o único atributo a ser levado em consideração. A nova geração de discos ópticos terá qualidade equivalente à dos filmes de Hollywood, é o que diz a indústria. Ou seja, dá para ter um cinema em casa usando apenas um mero disquinho. A briga, portanto, faz sentido, mesmo que ainda seja cedo para pensar em substituição dos DVDs que temos em casa.

– Diferença principal entre o RAID O e RAID 1 : RAID 0 (Striping): No RAID 0 todos os HDs passam a ser acessados como se fossem um único drive. Ao serem gravados, os arquivos são fragmentados nos vários discos, permitindo que os fragmentos possam ser lidos e gravados simultaneamente, com cada HD realizando parte do trabalho. Isso permite melhorar brutalmente a taxa de leitura e de gravação e continuar usando 100% do espaço disponível nos HDs. O problema é que no RAID 0 não existe redundância. Os HDs armazenam fragmentos de arquivos, e não arquivos completos. Sem um dos HDs, a controladora não tem como reconstruir os arquivos e tudo é perdido. Isso faz com que o modo RAID 0 seja raramente usado em servidores.

RAID 1 (Mirroring): No RAID 1 são usados dois HDs (ou qualquer outro número par). O primeiro HD armazena dados e o segundo armazena um cópia exata do primeiro, atualizada em tempo real. Se o primeiro HD falha, a controladora automaticamente chaveia para o segundo HD, permitindo que o sistema continue funcionando. Em servidores é comum o uso de HDs com suporte a hot-swap, o que permite que o HD defeituoso seja substituído a quente, com o servidor ligado. A desvantagem em usar RAID 1 é que metade do espaço de armazenamento é sacrificado.

–  O gerenciamento de energia é uma questão fundamental para os sistemas móveis e, também é uma preocupação ecológica.  Descrevendo o que os fabricantes de processadores INTEL e AMD estão fazendo para tratar esse assunto de consumo de energia.:  Os novos  processadores  INTEL incluem uma nova fórmula de transistor que melhora a velocidade de processamento do computador, reduz o gasto de energia, economiza o tempo de vida útil da bateria. Esses transistor foram fabricados pelo processo conhecido como de 45 nanômetros.  A Intel tem planos de começar a mandar a primeira geração de chips feitos em plataforma de baixo consumo de energia, que serão mais viáveis na composição de aparelhos móveis. Muito mais desempenho. Mais economia de energia, disponível em encapsulamentos menores. Que permitem mais instruções por ciclo do clock, para reduzir o tempo de execução e o consumo de energia.

Consumo Ótimo de Energia – As melhorias na tecnologia AMD PowerNow!(TM) permitirão aos sistemas baseados nos processadores AMD Opteron Quad-Core nativos ajustar de maneira dinâmica as freqüências no nível de núcleo individual para obtenção de maiores reduções no consumo de energia. Outra melhoria no gerenciamento de energia alavanca a Direct Connect Architecture da AMD e o controlador de memória integrado permitindo aos núcleos do processador “Barcelona” reduzir os níveis de voltagem mesmo quando o controlador de memória funciona em velocidade total. Isso permite ao controlador de memória atender às exigências externas de memória independentemente de transições de p-state do núcleo, proporcionando, assim, oportunidades de p-state que podem levar a economias de energia adicionais. A interface de memória do sistema também inclui um recurso que reduz a energia da lógica de memória quando não está sendo utilizada. A AMD também tem feito uso extenso da ativação periódica no projeto do “Barcelona” para permitir o desligamento automático de áreas de lógica que não estão sendo utilizadas para maior economia de energia.

“Dobrando o número de núcleos, adicionando um terceiro nível de cache compartilhado e aplicando uma variedade de outras melhorias extensas de projeto de CPU, os projetistas do ‘Barcelona’ da AMD claramente cuidaram do numerador na equação de desempenho por watt. As demonstrações na ISSCC revelaram que o ‘Barcelona’ também inclui inovações como a capacidade de variar a freqüência de cada núcleo de CPU de maneira independente, juntamente com várias técnicas aprovadas de economia de energia como a ativação periódica que trata do denominador da equação. A combinação desses novos recursos de desempenho e economia de energia traz uma melhoria sensível no já forte desempenho por watt que os sistemas baseados no processador AMD Opteron oferecem atualmente. Os próximos processadores AMD Opteron Quad-Core nativos são projetados para a mesma infra-estrutura de energia de que os clientes da AMD dependem atualmente – capacidades térmicas de 68, 95 e 120 watt.

– Nível de RAID a seguir elimina o problema de gargalo de escrita e, consequentemente, provoca um aumento no desempenho. é o RAID 5 .