Introdução a Informática           Raphael   joseraphael@dce.ufpb.br
Arquitetura de um Computador
O que é um computador?• Computadores são ferramentas  – Servem para resolver problemas• Sistemas computacionais possuem 3 ...
Periféricos• Entrada:  – Teclado, Mouse• Saída:  – Monitor, Impressora, Caixa de Som• Entrada e saída:  – Disquete, CD/DVD
Placa-mãe (Motherboard)• Localizada dentro do Gabinete• Acomoda os principais componentes do computador:  –   CPU (Central...
CPU• Cérebro do computador• Executa as instruções dos programas que  estão na memória RAM• Le e escreve na memória RAM• Po...
Memória RAM• Memória rápida• Utilizada para guardar os dados dos  programas que estão sendo executados• Memória volátil, o...
Disco Rígido (HD)• Memória lenta• Utilizada para guardar os programas instalados e  os arquivos dos usuários• Armazena a i...
Controladores (Chipset)• O coração da placa-mãe• Responsáveis pela comunicação e  sincronização dos componentes do  comput...
Funcionamento básico de um        computador
Funcionamento básico de um             computador• Para abrir um programa, este deve ser  carregado do HD para a memória R...
Funcionamento básico de um             computador• Para executar um programa, ou seja, executar  suas instruções que estão...
Funcionamento básico de um             computador• Para mostrar o resultado de uma operação a  CPU pode mandar informações...
Funcionamento básico de um              computador• Cada programa aberto ocupa espaço na  memória.• As vezes quando a memó...
Do Hardware ao Software
Transistor• É um componente eletrônico básico da  computação.• Ele pode deixar passar corrente elétrica (1) ou  interrompê...
Circuito Integrado (CHIP)• Conjunto de vários transistores.• Um circuito integrado pode ser projetado para  executar diver...
Processador (CPU)• Conjunto organizado de vários circuitos.• Geralmente segue uma arquitetura (x86, x64,  ARM, etc) para q...
Kernel do S.O.• Núcleo do sistema operacional. Invisível para  os usuários.• É ele que se comunica diretamente com o  hard...
Drivers• Softwares utilizados pelo Kernel para se  comunicar com dispositivos diversos.• Por exemplo, o driver da câmera d...
Sistema Operacional (S.O.)• Gerencia os recursos de hardware.  – Os recursos podem ser: processamento, arquivos,    memóri...
Programas• São conjuntos de instruções que  rodam, geralmente, em cima do S.O.• Podem ser compostos por um ou mais arquivo...
Introdução a Informática - Arquitetura
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Introdução a Informática - Arquitetura

  1. 1. Introdução a Informática Raphael joseraphael@dce.ufpb.br
  2. 2. Arquitetura de um Computador
  3. 3. O que é um computador?• Computadores são ferramentas – Servem para resolver problemas• Sistemas computacionais possuem 3 características em geral: – Processamento – Memória (Armazenamento) – Comunicação 3
  4. 4. Periféricos• Entrada: – Teclado, Mouse• Saída: – Monitor, Impressora, Caixa de Som• Entrada e saída: – Disquete, CD/DVD
  5. 5. Placa-mãe (Motherboard)• Localizada dentro do Gabinete• Acomoda os principais componentes do computador: – CPU (Central Processing Unit) – GPU (Graphics Processing Unit) – Memória RAM – Controladores (Chipset) – Conexão com outros dispositivos: • Disco Rígido - HD (Hard Drive) • Placa de som • Placa de vídeo externa • ...
  6. 6. CPU• Cérebro do computador• Executa as instruções dos programas que estão na memória RAM• Le e escreve na memória RAM• Por esquentar muito, precisa de uma ventoinha (cooler).• Pode ser criado de acordo com uma arquitetura (x86, x64, ARM, etc)
  7. 7. Memória RAM• Memória rápida• Utilizada para guardar os dados dos programas que estão sendo executados• Memória volátil, ou seja, perde seu conteúdo se o computador for desligado
  8. 8. Disco Rígido (HD)• Memória lenta• Utilizada para guardar os programas instalados e os arquivos dos usuários• Armazena a informação mesmo com o computador desligado.• Um dos poucos componentes mecânicos de um computador, por isso é um dos mais lentos. – Por exemplo, para iniciar a leitura de um arquivo, o HD precisa posicionar o disco e o braço de leitura na posição correta.
  9. 9. Controladores (Chipset)• O coração da placa-mãe• Responsáveis pela comunicação e sincronização dos componentes do computador (CPU, memória, GPU, periféricos, etc)• Não adianta ter os melhores componentes se o os controladores forem lentos, já que toda informação passa por eles.
  10. 10. Funcionamento básico de um computador
  11. 11. Funcionamento básico de um computador• Para abrir um programa, este deve ser carregado do HD para a memória RAM. – Por isso que programas maiores demoram mais para serem abertos.
  12. 12. Funcionamento básico de um computador• Para executar um programa, ou seja, executar suas instruções que estão localizadas na memória RAM, a CPU executa 3 etapas: – Leitura: ler a instrução que está na memória RAM – Decodificação: entender qual instrução deve ser executada – Execução: executar de fato a instrução • Durante a execução, dados podem ser escritos de volta na memória RAM ou em outros dispositivos.
  13. 13. Funcionamento básico de um computador• Para mostrar o resultado de uma operação a CPU pode mandar informações para a GPU (para mostrar imagens) ou escrever na placa de som (para tocar sons) ou outros dispositivos.
  14. 14. Funcionamento básico de um computador• Cada programa aberto ocupa espaço na memória.• As vezes quando a memória está muito cheia, o S.O. salva partes da memória que são raramente utilizadas (pelos programas) em uma região especial do HD chamada Memória Virtual.• Quando um programa que foi enviado para a Memória Virtual precisa ser executado, ele precisa ser recarregado do HD para a memória RAM. Isso é chamado de Erro de Página ou Erro de Paginação.
  15. 15. Do Hardware ao Software
  16. 16. Transistor• É um componente eletrônico básico da computação.• Ele pode deixar passar corrente elétrica (1) ou interrompê-la (0).
  17. 17. Circuito Integrado (CHIP)• Conjunto de vários transistores.• Um circuito integrado pode ser projetado para executar diversos tipos de operações, desde somar até controlar a placa de som.
  18. 18. Processador (CPU)• Conjunto organizado de vários circuitos.• Geralmente segue uma arquitetura (x86, x64, ARM, etc) para que o software saiba como se comunicar com ele.• O Intel i7 possui 731 milhões de transistores.
  19. 19. Kernel do S.O.• Núcleo do sistema operacional. Invisível para os usuários.• É ele que se comunica diretamente com o hardware.
  20. 20. Drivers• Softwares utilizados pelo Kernel para se comunicar com dispositivos diversos.• Por exemplo, o driver da câmera de vídeo é necessário para que o computador saiba como adquirir uma imagem dela.• Praticamente todo dispositivo precisa de um driver, alguns precisam ser instalados, e outros já estão incluídos no sistema operacional.
  21. 21. Sistema Operacional (S.O.)• Gerencia os recursos de hardware. – Os recursos podem ser: processamento, arquivos, memória, etc.• Permite que programas rodem sobre ele.• Serve como abstração (simplificação) do hardware. Dessa forma, os programas não precisam saber em que hardware estão sendo executados, quem cuida disso é o S.O.
  22. 22. Programas• São conjuntos de instruções que rodam, geralmente, em cima do S.O.• Podem ser compostos por um ou mais arquivos no HD. Quando maiores e mais numerosos forem os arquivos mais lenta será a abertura do programa.• Existem alguns programas chamados “Interpretados” que são executados sobre outros programas. – Ex: Páginas de internet que rodam sobre o Browser; Comandos que são executados pelo DOS, etc.

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