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Introdução a Informática - Arquitetura
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Introdução a Informática - Arquitetura

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  • 1. Introdução a Informática Raphael joseraphael@dce.ufpb.br
  • 2. Arquitetura de um Computador
  • 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. Periféricos• Entrada: – Teclado, Mouse• Saída: – Monitor, Impressora, Caixa de Som• Entrada e saída: – Disquete, CD/DVD
  • 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. 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. 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. 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. 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. Funcionamento básico de um computador
  • 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. 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. 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. 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. Do Hardware ao Software
  • 16. Transistor• É um componente eletrônico básico da computação.• Ele pode deixar passar corrente elétrica (1) ou interrompê-la (0).
  • 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. 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. Kernel do S.O.• Núcleo do sistema operacional. Invisível para os usuários.• É ele que se comunica diretamente com o hardware.
  • 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. 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. 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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