Principais periféricos

"Nada adiantaria hoje o computador se não tivéssemos meios de transformar seus dados em algo concreto e plausível para seus usuários. Os periféricos que incluem as impressoras , scaner, caneta óptica, câmeras, modens, placas de som e outros, tornam a vida do usuário muito mais prática e produtiva, pois a medida que o número de periféricos aumenta, mais recursos são disponibilizados, podendo tornar assim um simples programa de dados em algo muito mais interessante...". (Aluno: Marcelo Varela - "Os periféricos" - Trabalho da disciplina - INE5214 99.2 )"

Os periféricos são dispositivos instalados junto ao computador, cuja a função é auxiliar na comunicação homem/máquina. Estes dispositivos poderão estar na periferia (em torno) do computador ou dentro do próprio gabinete. O gabinete é uma caixa metálica na horizontal ou vertical, que tem a função de servir como suporte à placa-mãe, drives de comutação e outros dispositivos eletrônicos. Nele são conectados os periféricos. Geralmente, os gabinetes dos PC's possuem chaves de comutação:

• I/O ou On/Off - sua função é ligar ou desligar o computador.
• Reset - este botão corta momentaneamente a alimentação elétrica fornecida à memória RAM, forçando a reinicialização do Sistema Operacional.
• Turbo - tem a função de acelerar ou desacelerar a velocidade de processamento do computador. Nos computadores atuais esta chave caiu em desuso devido a existência de um único modo de funcionamento.

Periféricos de entrada-saída

O usuário ao utilizar o computador, precisa de meios que permitam a entrada de desejados e a conseqüente saída. Para isso existem os periféricos de entrada e saída. O periférico de entrada mais comum é o teclado, e o de saída é o monitor de vídeo do computador. No caso dos periféricos de entrada, além do teclado existem vários outros meios que permitem a entrada dos dados, alguns deles são:

• Fita magnética
• Caneta óptica
• Cartão magnético
• Teclado
• Mouse
• Scanner
• Joystick (utilizados para manipulação de jogos)
• Microfones, Etc.

A voz está sendo usada como dispositivo de entrada, mas devido a grande variedade de padrões de voz dos seres humanos, é difícil o desenvolvimento nesta área.

O monitor de vídeo é um dispositivo de saída temporário pois caso a energia seja interrompida as informações que estavam na tela serão perdidas, desta forma para que haja uma fonte de consulta permanente é preciso recorrer a outros periféricos de saída existentes, como por exemplo:

• Impressora
• Plotters
• Microfilme
• Caixas de som, etc.

FITAS MAGNÉTICAS

São encontradas dois tipos: de rolo (Open Reel Tape) e as cassete (Data Cassete). As fitas de rolo são normalmente utilizadas em computadores de grande porte.Também são utilizadas para cópias de segurança de arquivos. Como desvantagem apresentam uma certa lentidão operacional e somente permitem leitura seqüencial. As fitas cassete, utilizadas em computadores pequenos e de tecnologia antiga, apresentam as mesmas desvantagens das fitas de rolo, e geralmente apresentam erros de leitura após alguns dias de sua gravação ou mesmo se lida em um drive diferente. Foram substituídas pelos discos flexíveis e estes estão sendo substituídos por discos zip. A tendência é a substituição de "leitura/gravação magnética" para "leitura/gravação ótica" como encontrados nos compact disks de leitura/escrita.

CANETA ÓPTICA

Possui o formato de uma caneta comum, mas em sua extremidade possui um sinal luminoso, capaz de interpreta diferenças entre o preto e o branco, como usado em código de barras.

TECLADO

O teclado é utilizado para entrada de caracteres que são interpretados no programa e executados no computador. A família dos PCs possui um teclado padrão conhecido como enhanced, com 101 teclas.

Principais teclas utilizadas:

• DEL/DELETE - possui a função de apagar os dados selecionados no computador
• SHIFT - possui função de fixar os caracteres em letra maiúscula, e obter alguns caracteres posicionados na parte superior das teclas
• INS/INSERT - sua função é ativar o modo de inserção de texto e, quando este já estiver ativado, desativá-lo. Assim qualquer caractere digitado é inserido onde estiver o ponto de inserção dentro do texto.
• CRTL - esta tecla gera comandos especiais quando utilizada em conjunto com outra tecla. Esses comandos dependem do comando em uso.
• CAPS LOCK - quando ativado, qualquer caractere será interpretado como maiúsculo, valido somente para teclas alfabéticas. Precionando a tecla novamente o comando será desativado.
• ESC - geralmente usada para abandonar um programa ou um procedimento, causado por acidente.
• TAB - usado em programas editores de texto com a função de avançar a tabulação do texto.
• ALT - permite o uso extra de algumas teclas. É inativa.
• ENTER - as teclas ENTER e RETURN possuem funções idênticas, confirmando a entrada de dados no computador.
• BACKSPACE - retrocede o cursor, apagando o caractere imediatamente à esquerda do mesmo.
• HOME - refere-se a um deslocamento do cursor, levando-o ao início de algo.
• END - o inverso de HOME
• PAGE UP - desloca o cursor uma tela acima
• PAGE DOWN - desloca o cursor uma tela a baixo
• SETAS - desloca o cursor no sentido indicado

MOUSE

O mouse é um dispositivo de entrada do computador com botões de controle (geralmente dois ou três). É movido com a mão sobre uma superfície plana Possui um cursor que se movimenta pela tela do computador, acompanhando o movimento da mão do usuário.

SCANNERS

Convertem imagens, figuras, fotos, para um código de um programa específico, dando condições de transportar a imagem para a tela do computador e ainda para imprimir.

Temos três tipos de scanners:

1. Scanners alimentados por folhas: tem rolamentos mecânicos que movem o papel pela cabeça de varredura. Possui uma precisão, mas trabalha apenas com papel de tamanho normal.
2. Scanner manual: a cabeça de varredura é movida pela mão.
3. Scanner de mesa: o mais caro, tem o seu funcionamento semelhante a de uma máquina fotocopiadora.

SISTEMAS DE VÍDEO

O sistema de vídeo é a parte mais importante do computador, pelo fato de que é o componente que mais interage com o usuário. E ele se divide em duas partes: um adaptador de vídeo (placa de vídeo) e um monitor.

a) Placa de vídeo: Utilizada para obter uma boa qualidade gráfica.

Terminologia:

Pixels: pixel é o menor elemento da imagem. É portanto, a menor área da tela cuja cor e brilho podem ser controlados;

Resolução da Tela: a resolução define a nitidez da imagem em uma tela em função do número de pixels;

Resolução de Caracter: um caracter é apresentado em um determinado modo de texto, o que significa que é feita a iluminação de determinados pixels dentro de áreas deste caracteres;

Razão de Imagem: a razão de imagem é uma relação entre largura e altura da tela;

Resolução em Pixels: o número de pixels pode ser calculado dividindo-se a dimensão da tela pelo passo dos pontos;

Modos de Vídeo: os monitores de vídeo são capazes de operar em diversos modos de vídeo, sendo que cada um possui uma relação específica;

• Modo Gráfico: para poder transmitir linhas, círculos ou desenhos, o adaptador de vídeo tem que endereçar e controlar cada pixel em cada linha horizontal;
• Modo Alfa – Numérico: é o modo texto. O adaptador de vídeo tem que endereçar o conjunto de linhas necessárias para formar um caractere de texto. Por exemplo: se a resolução é 720 x 400 pixels e o box do caractere (área) é uma matriz de 9 x 16, então o formato do texto é 80 caracteres por linhas de texto e 25 linhas por tela;

Existem diversos padrões de monitor de vídeo, conforme sua resolução gráfica. Os modos de vídeo mais comuns são:

Siglas:

• CGC: Color Graphics Adapter
• EGA: Enhanced Graphics Adapter
• MCGA: Padrão Específico de Fabricante
• VGA:Video Graphics Array
• MDA: Adaptador de Vídeo Monocromático
• 8514/A:Micro Channel Architecture
• 8515/A: IBM
• PCG:Professional Graphics Controller

Os padrões mais utilizados são:

• VGA - possui umas resolução de 640 pontos horizontais por 480 linhas.
• SVGA - pode chegar a uma resolução de 1024 por 768 pontos.

Varredura: a tela é percorrida da esquerda para a direita e de cima para baixo, perfazendo a seguinte contagem de pixels por tela. (80 colunas, 25 linhas);

Frequência Horizontal: durante cada período de varredura, o feixe de elétrons tem que fazer várias centenas de passagens horizontais pela tela;

Principais Valores de freqüência horizontal:

• MDA:  18,43 Hz
• CGA:  15,70 Hz
• EGA:  15,70 Hz
• VGA:  31,46 Hz

Frequência Vertical: em TV, a frequência é de 60Hz. No monitor de vídeo, a frequência vertical dependerá do modo de vídeo, conforme analisamos no link anterior;

Principais Valores da Frequência Vertical

• MDA:  50,08 Hz
• CGA:  59,92 Hz
• EGA:  60,03 Hz
• VGA:  70,08 Hz

b) Monitores de vídeo

Onde são mostradas as informações, permitindo a comunicação direta do usuário com o sistema do computador.

Encontramos monitores de vídeo do tipo:

• Monocromático: utiliza apenas uma cor no fundo preto, branco ou âmbar.
• Policromáticos: apresentam diferentes resoluções gráficas e cores. Isto acontece devido ao números de pontos ou Pixels (Picture Elements) que contém a tela.

Hoje podemos encontrar também telas de cristal líquido, utilizadas em lap tops, também conhecidos como notebooks, computadores pessoais que podem ser transportados a qualquer lugar, funcionando através de uma bateria, sem exigir eletricidades para serem ligados.

IMPRESSORA

Dispositivo de saída utilizado para emissão de listagens de dados ou fontes de programas. As impressoras são classificadas, quanto a forma de comunicação, como Seriais ou Paralelas, e a tecnologia de impressão pode ser Laser, Jato de Tinta, Matriciais de Impacto, entre outras. É através dela que os dados são fixados no papel, é sem dúvida a mais importante saída de dados. Existem vários tipos de impressoras, tanto de baixa velocidade como de alta velocidade. Algumas possuem definição melhor que a outra, algumas imprimem em preto e branco e outras, colorido. Alguns tipos mais comuns de impressoras são:

• Matriciais: semelhante à máquina de escrever, ela é muito útil onde se faz necessário a impressão de formulários de várias vias. A cabeça de impressão de uma matricial possui de 9 a 48 agulhas, também chamadas pinos de impressão alinhadas verticalmente. Essas cabeças movimentam-se em direção ao papel e tocam uma fita de tinta que projeta o caracter no papel. Ou seja, o papel é puxado através de um rolo e as letras são formadas quando agulhas batem com impacto na em cima do papel.

• Jato de tinta: As Impressoras a Jato de Tinta possuem resolução muito boa (tão boa quanto a impressão de uma Laser) mas se assemelha a uma matricial: ambas possuem cabeças de impressão que percorrem toda a extensão da página, colocando uma linha de texto completa a cada passada. Esse movimento mecânico coloca as impressoras a Jato de Tinta na mesma classe das matriciais, em termos de velocidade, porém elas depositam tinta em pontos bem menores que as de impacto. O preço das impressoras a jato de tinta geralmente fica próximo das matriciais e são perfeitas em termos de custo, velocidade e qualidade. A grande diferença entre as impressoras a jato de tinta e suas duas primas está na cabeça de impressão. Utilizando uma tecnologia especial a impressora Jato de Tinta espalha pequenas gotas de tinta no papel. Ou seja, através de uma placa refletora as gotas de tinta caem no papel de acordo com a configuração desejada.

Impressora Jato de tinta

• Laser: A Impressora Laser tem como ancestral a máquina fotocopiadora, pois usa um um módulo de impressão que usa o mesmo pó negro das máquinas xerox (cartucho de toner). Apesar disso, as impressoras laser apresentam o mais alto grau de tecnologia de impressão, incluindo o tratamento de imagens por laser, a movimentação precisa do papel e um microprocessador que controla todas essas tarefas. A impressão laser possui altíssima qualidade gráfica e funciona realizando os seguintes processos: ela interpreta os sinais vindos do computador, convertendo tais sinais em instruções que controlam o movimento do feixe de laser; movimenta o papel e vai polarizando-o com o laser o papel de forma que ele atraia o toner negro que irá compor a imagem e fundir o toner já polarizado no papel. O resultado é uma impressão excelente. A Impressora Laser não só produz cópias mais rapidamente que a impressora matricial, como as páginas são também mais fielmente detalhadas que as produzidas em matriciais.

PLOTTER

É um dispositivo mecânico usado para impressão de gráficos em folhas de papel. A dimensão do papel varia de acordo com o modelo, cobrindo desde o tamanho A0 até A4 geralmente utilizados em projetos de engenharia e outros. O mercado oferece os modelos que utilizam penas, tecnologias a jato de tinta, laser ou eletrostáticas para gerar a imagem no papel.

Periféricos de armazenamento

A função destes periféricos é de ler e gravar as informações. São os seguintes:

DISCO FLEXÍVEL

Também conhecido como floppy disk, é uma lâmina fina de material plástico, em formato circular, e que , tal qual as fitas cassetes comuns, é recoberta por uma camada de óxido de ferro com capacidade para armazenar campos magnéticos e protegida por uma capa fibrosa. A gravação desses discos é feita de maneira aleatória, de acordo com os espaços neles disponíveis. Já a leitura é feita de forma direta, isto é, o cabeçote de leitura vai direto ao dado desejado, sem ter que passar pelos outros dados. Existe um índice (diretório) em uma trilha específica, para localizar o início de cada grupo de dados (arquivos) e o endereço de cada registro dentro deste grupo de dados, que se deseja acessar. Os disquetes são denominados de memórias auxiliares (externa ou secundária). O equipamento utilizado para que possamos ler ou gravar um disquetes é o Disk Drive ou acionador de disquetes que contém o cabeçote de leitura e gravação. As leitoras de disquetes podemo ser classificadas de acordo com seus tamanhos (por exemplo, driver de 5 ¹/₄ (polegadas) e Driver 3 ¹/₂ (polegadas). Abaixo alguns tipos de disquetes:

DISCO RÍGIDO

Os discos rígidos (winchester ou hard disks HD) são semelhantes aos floppy disks, diferenciando na concepção. É composto por uma chapa fina de alumínio com um revestimento de uma substância (óxido magnético), que é capaz de ser magnetizada, armazenando assim os dados. Ficam dentro de uma caixa metálica hermeticamente fechada. Eles têm a velocidade, a capacidade de armazenamento ou a taxa de transferência de dados muito superior aos disquetes (floppy disks). Giram em torno de 160 km/h e enquanto a máquina está ligada, a velocidade é de cerca 5.000 rotações por minuto. Ao contrário dos disquetes, o Hard Disk fica armazenado dentro de sua exclusiva unidade de acesso (Hard Disk Drive – HDD), tendo uma cabeça de leitura e gravação voltada para cada face do disco.

Um HDD tem como estrutura um braço de controle (posiciona os cabeçotes), cabeçotes de acesso e superfície dos discos (local de acesso) (Ver Fig. 1). Tanto os discos rígidos como os flexíveis se dividem em duas partes, em trilhas e setores. Cada disco apresenta no mínimo 300 trilhas.

Fig. 1 - Diagrama de um disco rígido

O cilindro (Fig. 2) é considerado um conjunto completo de trilhas.

Fig. 2 - Cilindro de um HD

O braço de controle posiciona todos os cabeçotes de acesso, de uma só vez, os quais acessam vários discos ao mesmo tempo, procurando as trilhas que contem os dados a serem acessados. Nesse momento permanecem girando, enquanto a cabeça de leitura desloca-se radialmente em relação ao centro do disco. No momento em que localiza a trilha procurada, a cabeça de leitura passa a ler ou escrever dados, permanecendo imóvel, enquanto os discos continuam girando.
Sua formatação é basicamente idêntica aos dos disquetes – trilhas e setores. As trilhas são em número relacionados com o tipo de disco utilizado. A contagem é feita de fora para dentro (o cilindro zero é o externo e o cilindro de numeração mais elevada encontra- se no diâmetro interno do disco.

Os setores são subdivisões das trilhas. Como se observa na Fig. 3, a superfície de cada disco é dividida em 17 setores. Alguns setores são sempre reservados, durante a formatação de setores, para programas e índices especiais usados pelo DOS, para seus controles:

1. Setores de Registro BOOT – execução automática de um conjunto de instruções responsáveis, principalmente, pela “carga” de inicialização do sistema operacional;

2. Setores de Armazenamento da FAT – contem informações oficiais sobre o formato do disco e o mapa de localização dos arquivos;

3. Setores de Área de Diretório – tabela relacionando todos os arquivos gravados no disco e suas respectivas posição na FAT, bem como a data, hora de criação do arquivo e seu tamanho;

4. Setores de Área de Dados – são os setores do disco onde estão gravados os dados.

Fig. 3 Trilhas e setores

Características Técnicas

Razão de Transferência de Dados: É a quantidade de dados que pode ser transferida do disco para o controlador em um segundo. Ex: 5 mbps (megabyte por segundo).

Tempo de Acesso: É o tempo da procura, ou seja, o tempo gasto na movimentação da cabeça.

Capacidade de Armazenamento: Trata- se da quantidade máxima de dados que podem ser armazenados no disco. Atualmente está em torno de Gigabytes

Altura do Disco: Refere- se à altura do disco, que foi padronizado em 3 tipos: meia altura, altura total ou terceira altura.

Fator de Forma: Este parâmetro refere- se à dimensão do disco: pratos de 5 ¼ ou 3 ½ polegadas.

Nota: Operação de SPOOLING

Uma operação muito comum em processamento de dados é o spooling que consiste em armazenar dados em um dispositivo, geralmente em disco ou fita magnética, chamado de spool. Ele serve para reter dados durante um determinado tempo para que os mesmos sejam usados, posteriormente, pela CPU ou por um periférico qualquer de saída.

O objetivo de spooling é o de liberar, o quanto antes, as unidades que estiverem tentando enviar dados a uma outra unidade que se encontra ocupada ou é lenta demais para acompanhar a transferência em tempo real.

Como exemplo: as informações resultantes de um processamento qualquer vão ser impressas. Como o processador é muitíssimo mais rápido que  o dispositivo de saída (impressora), usa- se a operação de spooling, assim os dados serão armazenados para posterior impressão.

As operações de spooling só podem ser feitas:

1. a partir dos dispositivos de armazenamento para os de saída;
2. a partir dos dispositivos de armazenamento para os de processos;
3. a partir dos dispositivos de processo para os de armazenamento ou de saída;
4. a partir dos dispositivos de entrada para os de armazenamento ou de processo.

Periféricos de comunicação

PLACA CONTROLADORA

A placa controladora fornece uma interface entre a CPU e o HARDWARE de fato de entrada e saída. Todos os subsistemas de entrada e saída possuem circuitos especializados de controle.

MODEM

Responsável pela transmissão de informações a longas distâncias, ele converte os sinais digitais do computador em sinais análogos para a transmissão dos dados no sistema telefônico. Um modem é um dispositivo de hardware que permite a conexão de dois computadores por meio de linhas telefônicas. Primeiro, o modem do computador emissor modula os sinais digitais do computador em sinais analôgicos que viajam pelas linhas telefônicas. Depois, o modem do computador receptor demodula o sinal analógico de volta para sinal digital que os computadores compreeendem.

PLACAS DE REDE

Devido a transmissão e o recebimento de dados através das redes de computadores podemos considerá-la como um periférico de entrada/saída de dados, de comunicação e também de armazenamento de dados. Através de placas de rede (por exemplo, Ethernet) conectadas internamente nos computadores usuários podem receber/enviar, compartilhar e armazenar informações utilizando redes locais (Intranet) ou a rede mundial (Internet). O acesso a rede mundial também pode ser feito com uma placa de fax/modem (externa ou interna) conectada a um computador doméstico e a uma linha telefônica.