Arquitetura e Organização dos Computadores

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1 Faculdade Ieducare 2 º Semestre Sistemas de Informação Professor: Rhyan Ximenes 1

2 Objetivos de hoje Ementa; Avaliação; Iniciação Científica Revisão de Conceitos; Introdução; 2

3 Iniciação Científica O que é isso? Como posso participar? O que ganho com isso? Qual a importância disso na minha vida acadêmica? Como fica o meu currículo quando participo desses eventos? Quem eu devo procurar para participar de algum desses eventos? Como funciona? O que devo produzir? Tem certificado de participação? Tem prêmio? 3

4 Ementa Revisão de Conceitos Sistemas de numeração: Binários, octais e hexadecimais; Operações com sistemas de numeração; Representação de dados ; Organização básica de computadores: Von Neumann; unidades funcionais e ciclo de instrução. Hardware dos (memória, CPU, barramento, e dispositivos de E/S). Arquitetura de processadores: ULA, UC, Registradores. Arquiteturas RISC e CISC Memórias RAM, ROM, CMOS e dispositivos de memória auxiliar; Sistemas mono e multiprocessador; Unidades de entrada e saída; Periféricos de entrada e saída, Bios e sequência de inicialização do computador; 4

5 Ementa Fontes de alimentação: padrões e manutenção. Sistemas de armazenamento de dados e sistema de arquivos; Placas mãe e Barramentos ISA, IDE, ATA, SATA e SCSI; Sistemas Operacionais: conceitos básicos, funções e objetivos. Eletricidade e Eletrônica Digital para Informática (Álgebra Booleana); Interrupções; Linguagens de baixo nível e assembly; Conceitos de programação em linguagem de baixo nível. 5

6 Avaliação - Provas teóricas (AP1 e AP2); - Listas de exercícios(l1, L2 e L3); - Seminário (AP3); NAF Todo o conteúdo; Cuidado com a frequência. - Cumprir >= 75% de frequência; - Direito a 25% de ausência; 15 encontros de 4 aulas = 60 aulas. Sujeito a modificações. Segurança de Dados 6

7 Dúvidas Segurança de Dados 7

8 Revisando alguns conceitos Fundamentais 8

9 História e evolução de computadores 1ª Geração Válvulas ( ) Consumiam bastante enérgia, esquentavam bastante. Executam 1 bilhão de somas em 23 dias. CARTÕES PERFURADOS Válvulas 9

10 ENIAC 10

11 Histórico dos processadores 2ª Geração Transistores ( ) Os núcleos de ferrite, fitas e tambores magnéticos passam a ser usados. Executavam 1 bilhão de soma em 23 horas. Transistores 11

12 Histórico dos processadores 3ª Geração Circuitos Integrados ( ). 1 bilhão de somas em menos de 1 minutos. Circuito Integrado - CI 12

13 Histórico dos processadores 4ª Geração Circuitos Integrados em alta escala (1982- dias atuais). em todas as áreas do conhecimento. Executam 1 bilhão de soma em menos de um segundo. 13

14 Histórico dos processadores 5ª Geração Computação Óptica, biochips, nanotecnologia (Futuro). 14

15 O Futuro - O Computador Quântico Como funciona? - Em lugar dos tradicionais microprocessadores de chips de silício, um dispositivo baseado em propriedades físicas dos átomos, como o sentido de giro deles, para contar números um e zero (qubits), em vez de cargas elétricas como nos computadores atuais. 15

16 O Futuro - O Computador Quântico Outras características: - Os átomos também podem se sobrepor, o que permite ao equipamento processar equações muito mais rápido. - Os elementos básicos dos computadores quânticos são os átomos e as moléculas; 16

17 Conceitos iniciais Informática; Computação; Processamento de dados. 17

18 Informática O termo informática foi inventado na década de 60 na França, juntando-se os termos, INFORMAÇÃO + AUTOMÁTICA= INFORMÁTICA; Ciência que trata sobre as formas e equipamentos de obtenção de informação por qualquer meio automático, independente que este meio seja o computador ou não. exemplo: calculadora, celular, etc. 18

19 Computação Preocupa-se com a obtenção de informação onde o objeto de processamento é o computador, estudando a arquitetura das máquinas (hardware) e seu nível lógico (software) Ciência que estuda os computadores e suas aplicações. 19

20 Processamento de dados O processamento da informação engloba três componentes. 20

21 Processamento de dados HARDWARE: Parte física do computador, ou seja, toda a parte que pode tocada, concreta. Exemplo: o mouse, o teclado, monitor de vídeo, o gabinete, etc. SOFTWARE: Parte lógica do computador, formada por programas, arquivos e códigos. Exemplo: os programas aplicativos como o Word, Excel, PowerPoint, os sistemas operacionais como o Windows, Linux, etc. PEOPLEWARE: Pessoas capazes de conduzir a operação do hardware e software de um computador. 21

22 Dados x Informação Dado: É a matéria prima para a informação. Informação: É o conhecimento extraído através dos dados. Processamento de dados: Processo pelo qual passam os dados para obtenção da informação. 22

23 Representação da Informação Os símbolos do alfabeto ; Os seres humanos usam as letras do alfabeto, os algarismos e outros( sinais de pontuação, operadores aritméticos, etc.). 23

24 Representação da Informação Os computadores usam 2 níveis de sinal elétrico, o que corresponde a um alfabeto com apenas 2 símbolos, também designado por dígitos binários, ou BINARY + DIGIT = BIT. Para cada informação, o computador utiliza diversos 0 e 1 seguidos; Unidade padrão de medida na informação é o byte (Bynary + Term = Byte), que é composto de 8 bits. Exemplo: G Byte 24

25 Grandeza utilizadas na Informática 25

26 Taxa de transferência O bit e o byte deram origem a mais duas unidades de grandeza: bps (bit por segundo) e o B/s (byte por segundo); Ambas pertencem à grandeza taxa de transferência e também são responsáveis por boa parte das reclamações recebidas nas centrais de atendimentos das empresas prestadoras de serviços de Internet. 26

27 Taxa de transferência A reclamação mais comum é: Eu comprei um serviço de 800 K, mas meus downloads não passamdos 80 K!. Bom, o k, nessa situação, é apenas um prefixo para as unidades Kbps (kilobits por segundo) ou KB/s (kilobytes por segundo). 27

28 Entendo melhor SERVIÇO CONTRATADO 800 Kbps Para saber quanto vale 800 kbps em KB/s, basta dividir o valor por 8. Como parte dos bits é usado para controle de fluxo, então a taxa de download fica em torno de: 28

29 Fique esperto Você já deve ter ouvido ou visto propagandas do tipo: Internet de 5 mega por apenas R$x,xx!. Esse é um erro cometido pela maioria das empresas que prestam serviços de Internet. A expressão 5 mega leva muitos usuários a contratarem o serviço pensando que vão ter uma conexão de 5 megabytes por segundo, quando na verdade são 5 megabits por segundo. 29

30 HD de 80 giga? Mas só aparecem 74,6 GB! Fui enganado? É muito comum encontrar em fóruns e sites usuários com a mesma dúvida: Por que só aparecem 74,6 GB disponíveis no meu HD se eu comprei um disco de 80 GB?. Quem nunca teve essa dúvida? Bom, a resposta é bem simples. No mundo da informática 1 KB = 1024 bytes. Mas, os fabricantes de HDs adotam 1 KB = 1000 bytes. 30

31 Tabela 31

32 Tabela de conversão das unidades 32

33 Componentes básicos de um computadores LEGENDA: 01- Monitor 02- Placa-Mãe 03- Processador 04- Memória RAM 05- Placas de Rede, Som, Vídeo, Fax Fonte de Energia 07- Leitor de CDs e/ou DVDs 08- Disco Rígido (HD) 09- Mouse (ou Rato) 10- Teclado 33

34 Principais componentes do sistema central 34

35 Processadores No passado, os processadores eram constituídos de elementos discretos e ocupavam grandes espaços físicos; Com o advento da microeletrônica, a válvula foi substituída pelo transistor, e este por sua vez, permitiu integração em alta escala, originando os microprocessadores. 35

36 Processadores Características: Trabalham apenas com linguagem de máquina (lógica booleana); - Busca e execução de instruções existentes na memória; - Os programas e os dados que ficam gravados no disco (disco rígido ou disquetes), são transferidos para a memória; - Uma vez estando na memória, o processador pode executar os programas e processar os dados; - Controle de todos os chips do computador. 36

37 CPU ou UCP (Processador) É a parte responsável pelo processamento das informações no computador, compreende os barramentos e o processador. 37

38 CPU ou UCP (Processador) Fisicamente falando é uma pastilha de silício onde concentra-se uma grande quantidade de circuitos de alta velocidade e desempenha a principal função do computador: - Computar, processar, calcular. 38

39 Como é dividido? UC Unidade de Controle que controla o funcionamento da Unidade Lógica e Aritmética e da Memória Distribui e organiza tarefas, transfere informações da entrada para a memória e da memória para a saída. 39

40 Como é dividido? ULA Unidade Lógica e Aritmética é responsável pelas operações elementares de (soma, subtração, multiplicação e divisão) e pelas decisões lógicas (isto é, comparações; por exemplo, decidir se 5<= 3 ou se 5 > 3) 40

41 Como é dividido? Registrador - É um tipo de memória de pequena capacidade, porém muito rápida, contida na CPU, utilizada no armazenamento temporário durante o processamento; 41

42 Para que servem? São utilizados na execução de programas de computadores, disponibilizando um local para armazenar dados; Na execução das instruções de um programa, os dados são movidos da memória principal para os registradores; As instruções que utilizam estes dados são executadas pelo processador e, finalmente, os dados são movidos de volta para a memória principal. 42

43 ARQUITETURA RISC e CISC Processadores RISC X Processadores CISC 43

44 ARQUITETURA RISC Reduced Instruction Set Computer ou Computador com um Conjunto Reduzido de Instruções (RISC) ; É uma linha de arquitetura de processadores que favorece um conjunto simples e pequeno de instruções que levam aproximadamente a mesma quantidade de tempo para serem executadas; A maioria dos microprocessadores modernos são RISCs; 44

45 ARQUITETURA RISC Processadores muito mais velozes do que os processadores comuns (CISC); O termo Conjunto Reduzido de Instruções refere-se ao número de ciclos de clock que o processador leva para selecionar uma instrução; Os processadores RISC são capazes de executar apenas algumas poucas instruções simples; Os chips baseados nesta arquitetura são mais simples e muito mais baratos; Possuem um menor número de circuitos internos, podem trabalhar a freqüências mais altas; 45

46 PRINCIPAIS MODELOS DE PROCESSADORES Faça uma pesquisa sobre os principais modelos de Processadores, seus fabricantes e famílias. OS MAIS ATUAIS DO MERCADO. 46

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