Aula 02 introudção a computação

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Aula 02 introudção a computação

  1. 1. INFORMÁTICA BÁSICA (Aula 2 - Introdução) Prof. Matheus Brito Email: matheusbrito_si@hotmail.com
  2. 2. Organização Geral de um Computador Hardware - Esquema Básico Unidades de Entrada Unidades de Saída Memória UC + ULA Memória Central CPU Processador
  3. 3. Organização Geral de um Computador Unidade de Controle ULA Unidade Primária de Armazenamento Dispositivos de Entrada Dispositivos de Saída Dispositivos de Armazenamento Memória CPU – Unidade Central de Processamento
  4. 4. EntradaEntrada ProcessamentoProcessamento ArmazenamentoArmazenamento SaídaSaída Computadores atuaisComputadores atuais
  5. 5. Elementos do Hardware ● CPU: ● Unidade Central de Processamento (Central Processing Unit). ● Elemento central do computador. ● Coordena e controla a realização de todas as operações do sistema. ● É composta pelo UC, ULA, Registradores. ●
  6. 6. Elementos do Hardware ● Processador: ● Contém a inteligência da máquina. ● Realiza cálculos e toma decisões. ● É formado por: –UC (Unidade de Controle): ● Coordena todas as outras unidades do sistema. ● Interpreta as instruções e controla a seqüência em que elas devem ser executadas. –ULA (Unidade Lógica-Aritmética): ● Realiza as operações elementares lógicas (comparações) e aritméticas. –Registradores ● Unidade de Armazenamento intermediário interno ao processador.
  7. 7. Elementos do Hardware ● Memória Central: ● Também chamada de memória principal. ● Armazena os programas e os dados necessários para a realização de uma trabalho. ● Unidades de entrada: ● Também chamadas de periféricos de entrada. ● Introduzem dados e programas externos na memória principal. ● Exemplos: teclado, mouse, scanner, etc.
  8. 8. Elementos do Hardware ● Memória Auxiliar: ● Armazenam grande quantidade de informação. ● Retém essas informações durante o período que for necessário. ● Permite recuperar a informação armazenada quando for requerido. ● Exemplos: disco rígido, fita magnética, etc. ● Unidades de saída: ● Também chamadas de periféricos de saída. ● Retornam os dados processados pelo computador. ● Exemplos: monitor, impressora, etc.
  9. 9. COMPONENTES FÍSICOS DO HARDWARE ● GABINETE –PLACA MÃE –CPU (UNIDADE CENTRAL DE PROCESSAMENTO) –MEMÓRIA ● PERIFÉRICOS –UNIDADES DE ENTRADA –UNIDADES DE SAÍDA –UNIDADES DE ENTRADA/SAÍDA ● ●
  10. 10. Placa-mãe ou Motherboard ● Placa interna que faz a conexão de componentes. ● ● Possui slots de expansão onde são encaixadas placas de controle de dispositivos, tipo placa de vídeo, de som, modem, etc.
  11. 11. Placa-mãe ou Motherboard
  12. 12. Placa-mãe ou Motherboard ●Item A – local onde o processador deve ser conectado (socket). ● ●Item B - encaixes para a memória Principal. Esse conector varia conforme o tipo (Padrão mais usado atualmente - DDR (Double Data Rate), que também recebe a denominação de SDRAM II (termo pouco usado). ● ●Item C - Slots de expansão (permitem a conexão de vários tipos de dispositivos. Placas de vídeo, placas de som, placas de redes, modems, etc, são conectados nesses encaixes). ●item C1: PCI (Peripheral Component Interconnect) ●Item C2: AGP (Accelerated Graphics Port) ●e o PCI Express (PCI-E). ●As placas-mãe mais antigas apresentavam ainda o slot ISA (Industry Standard Architecture).
  13. 13. Placa-mãe ou Motherboard ●Item D - Plug de alimentação (Existem, atualmente, dois padrões para isso: o ATX e o AT, este último saiu de linha, mas ainda é utilizado). ●A placa-mãe sozinha consegue alimentar o processador, as memórias e a grande maioria dos dispositivos encaixados nos slots. No entanto, HD, unidades de CD e DVD, drive de disquete e cooler devem receber conectores individuais de energia. ● ●Item E - Conectores IDE e drive de disquete. Existe também, um tipo de HD que não segue o padrão IDE, mas sim o SATA (Serial ATA). ● ●Item F - BIOS e bateria. ● Item G - aponta para a parte onde ficam localizadas as entradas para a conexão do mouse, teclado, portas USB, porta paralela, além de outros que são disponibilizados conforme o modelo da placa-mãe. Item H - Furos de encaixe Item I – Chipset - responsável pelo controle de vários itens da placa-mãe, como acesso à memória, barramentos e outros.
  14. 14. A CPU lê a informação contida na memória e realiza as operações solicitadas, ativando e desativando os dispositivos de entrada e saída necessários. Compõe-se de uma série de circuitos eletrônicos que incluem diversos elementos, dos quais o principal é o processador.
  15. 15. O projeto de um processador poderia serO projeto de um processador poderia ser resumido em:resumido em: ●Definir o conjunto de instruções (todas as possíveis instruções que o processador poderá executar) –definir formato e tamanho das instruções –definir as operações elementares ●Projetar os componentes do processador (UAL, UC, registradores, barramentos, ...) Processadores
  16. 16. Evolução dos processadoresEvolução dos processadores Fonte: http://www.dcc.unicamp.br/~ra014864/arqs/trabalhos/Arq-Hist-09.ppt Processadores
  17. 17. Fonte: http://orbita.starmedia.com/~arq-comp/tarefa1.htm Microprocessadores – Tabela ComparativaMicroprocessadores – Tabela Comparativa
  18. 18. Processadores Dual-Core e Multi-Core ●Incorporam dois ou mais cores de execução total em um único processador, possibilitando o gerenciamento simultâneo de atividades. ● ●Os processadores Dual-Core contêm dois processadores cores, residem em um chip, realizam cálculos em duas correntes de dados, aumentando a eficiência e velocidade enquanto roda diferentes programas. Em menos de dois anos, o número máximo de núcleos em processadores multi- core dobrou com o lançamento das famílias de processadores quad-core Intel Core 2 Extreme e o quad-Core Intel Xeon 5300, em Novembro de 2006. Processadores
  19. 19. ●Quanto maior a velocidade de trabalho dos microprocessadores, maior a quantidade de calor gerada. O calor é um dos principais problemas num processador. Para sanar utiliza-se coolers e dissipadores de calor. ● Como Dissipar o Calor
  20. 20. ●Durante a década de 70, Gordon Moore, na época o presidente da Intel lançou uma profecia, que dizia que a partir dali o poder de processamento dos processadores dobraria a cada 18 meses. ● ●Esta "profecia" tornou-se tão verdadeira que acabou virando a famosa lei de Moorea famosa lei de Moore. ● ●Mas, você já parou para pensar até onde os processadores podem evoluir? Até onde a lei de Moore pode continuar sendo válida? ● Processadores
  21. 21. ARMAZENAR (ESCRITA, WRITE) RECUPERAR (LEITURA, READ)
  22. 22. Hierarquia de MemóriaHierarquia de Memória Memória PrincipalMemória Principal Memória CacheMemória Cache RegistradoresRegistradores CD-ROMCD-ROM DiscosDiscos Custo baixoCusto baixo Velocidade baixaVelocidade baixa Capacidade elevadaCapacidade elevada Custo alto VelocidadeCusto alto Velocidade alta Baixaalta Baixa capacidadecapacidade Memória SecundáriaMemória Secundária MemóriaMemória
  23. 23. A memória central de um computador é constituída de chips que se comunicam com a CPU pelo barramento de dados, que é um conjunto de cabos elétricos. Os chips de memória central podem ser, basicamente, de quatro tipos: RAM, ROM, PROM, EPROM, EEPROM.
  24. 24. Volatilidade ●Memórias podem ser do tipo volátilvolátil ou não volátilnão volátil. ● Memória não volátilMemória não volátil - retém a informação armazenada quando a energia elétrica é desligada. Ex.Ex.: Discos, Fitas. ● Memória volátilMemória volátil - perde a informação armazenada na ausência de energia elétrica. Ex.Ex.: Registradores, Memória Principal. ●É possível manter a energia em uma memória originalmente não volátil - uso de baterias.
  25. 25. A RAM - Random Access Memory (memória de acesso aleatório) é uma memória de acesso direto na qual se podem escrever e apagar dados a qualquer momento. A informação que contém, desaparece quando se desliga o computador, mas, devido a sua velocidade e versatilidade, é a que a CPU utiliza mais. Memória RAM
  26. 26. A memória ROM – Read Only Memory (memória somente de leitura) permite apenas a leitura dos dados que contém, em geral gravados pelo fabricante e de conteúdo inalterável. Utiliza-se sobretudo para o armazenamento de programas de partida, indicação do número de série do aparelho... Memória ROM
  27. 27. Memórias - ROMs ● PROMs (Programable ROMs): ● Podem ser programadas 1 vez depois de fabricadas ● possui fusíveis que são queimados por um gravador de PROM. ● ● EPROMs (Erasable PROMs) ● pode ser apagada e depois reprogramada ● usa-se luz violeta (por 15 minutos) para colocar bits em 1, ou seja, apagar as informações. ● ●
  28. 28. Memórias - ROMs ● EEPROMs (Electrical Erasable PROMs) ● apagadas por pulsos elétricos ● programadas diretamente no computador ● menores e mais rápidas que as EPROMs ● ● EEPROMs flash ● apagadas e regravadas por blocos ● alta capacidade de armazenamento ● tempo de acesso muito pequeno (~100ns) ●
  29. 29. Tipos de Memória em uso nos computadoresTipos de Memória em uso nos computadores ProcessadorProcessador (Cache L1 e(Cache L1 e Registradores)Registradores) Cache L2Cache L2 (separado)(separado) MemóriaMemória principalprincipal MemóriaMemória secundáriasecundária

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