Programador/a de Informática

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1 Programador/a de Informática UFCD Dispositivos e periféricos Sessão 2

2 SUMÁRIO Tipos de motherboard; Processador e Tecnologias de Microprocessador; Registos Internos; Dissipadores e Ventoinhas; Sockets do CPU

3 MOTHERBOARD Definição:Placa electrónica onde estão ligados todos os dispositivos que fazem parte do hardware. Tipos: AT Antigas ATX - Actuais

4 MOTHERBOARD AT Utiliza uma fonte de alimentação que contem 2 fichas que encaixam num conector de 12 pinos existentes na motherboard. Tamanho reduzido As portas PS/2, série, paralela e USB não fazem parte integrante da placa. Não controla o funcionamento da fonte de alimentação. ATX Utiliza uma fonte de alimentação que contem apenas 1 ficha que encaixam num conector de 20 pinos existentes na motherboard. Tamanho maior As portas PS/2, série, paralela e USB fazem parte integrante da placa. Controla o funcionamento da fonte de alimentação.

5 PROCESSADOR Definição: CPU ou UCP - Unidade Central de Processamento de Dados. É o circuito integrado de vital importância do computador. É o cérebro da máquina. Função: é responsável por executar todos os cálculos lógicos e aritméticos e controlar o funcionamento da máquina.

6 PROCESSADOR ARQUITETURA INTERNA A arquitetura interna do microprocessador se caracteriza pela existência de quatro unidades funcionais básicas, denominadas: ALU ou ULA (Unidade lógica e aritmética); UC (Unidade de Controlo); UD (Unidade de Descodificação Decode Unit ) UR (Unidade de Registos Registers ); FPU (Unidade de Vírgula Flutuante); Unidade de memória cache interna; Unidade de segmentação e unidade de paginação; Unidade de Pré-escolha ( Prefetch ); Unidade de Ligação com BUS Bus Externo de Dados; Bus Externo de endereços;

7 PROCESSADOR ARQUITETURA INTERNA

8 PROCESSADOR ARQUITETURA INTERNA ULA - Unidade Lógica e Aritmética : Bloco responsável por todas as operações lógicas (operações de comparação, por ex. maior que ) e aritméticas (Somas, Subtrações, etc). Entrada de Dados ALU Saída dos resultados das operações

9 PROCESSADOR ARQUITETURA INTERNA UC - Unidade de Controlo: Bloco que coordena o funcionamento da Unidade Central de Processamento (CPU), controlando o fluxo de informação entre a memória interna e as várias unidades do CPU e dos periféricos. A UC cuida do endereçamento de memória, colocando e retirando dados, envia os dados para a ULA, juntamente com as operações que ela deve de realizar e ainda confere os resultados devolvidos pela ULA

10 PROCESSADOR ARQUITETURA INTERNA UD - Unidade de Descodificação: Tem como função a descodificação das instruções e informações provenientes da cache para que a CPU as possa processar. UR - Unidade de Registos: Memórias internas onde são armazenados temporariamente, dados e resultados.

11 PROCESSADOR ARQUITETURA INTERNA FPU - Unidade de Vírgula Flutuante: Também conhecido por co-processador matemático, auxilia o CPU nas operações matemáticas mais complexas. Unidade de Memória Cache Interna: É uma memória rápida que armazena os dados mais requisitados pelo processador.

12 PROCESSADOR ARQUITETURA INTERNA Unidade de Segmentação e Unidade de Paginação: Converte os endereços lógicos contidos nos programas em endereços físicos, conforme o tipo de gestão de memória utilizada. Unidade de Pré-escolha: Requisita à memória cache uma lista de instruções a executar, armazenando-as internamente num dispositivo próprio de memória, pronta a passá-las à unidade de descodificação.

13 PROCESSADOR ARQUITETURA INTERNA Unidade de Ligação com o BUS: Permite ao processador comunicar com os dispositivos exteriores através dos barramentos (ligação física entre os múltiplos componentes existentes na motherboard).

14 PROCESSADOR ARQUITETURA INTERNA Bus externo de dados: É o canal físico ( pistas ) de comunicação de dados entre o interior e o exterior do CPU. O número de pistas do bus externo de dados determina a quantidade de informação que a CPU pode receber e enviar de cada vez.

15 PROCESSADOR ARQUITETURA INTERNA Bus externo de endereços: São linhas ou pistas de comunicação externas através das quais a CPU referencia e acede a endereços de memória. O número de linhas deste barramento determina o número de células de memória a que o processador pode aceder. (Define a quantidade de memória RAM que um computador pode ter)

16 TIPOS DE MICROPROCESSADORES EM FUNÇÃO DA SUA ARQUITETURA Processador CISC - (Complex Instruction Set Computer) O conjunto de instruções que o processador executa é maior e mais complexo, o que leva a que cada instrução demore mais tempo a executar. Exemplos: 80386; 80486;

17 TIPOS DE MICROPROCESSADORES EM FUNÇÃO DA SUA ARQUITETURA Processador RISC (Reduced Instrution Set Computer) O conjunto de instruções que o processador executa é reduzido mas melhor construída, o que leva a que cada instrução demore menos tempo a executar. Exemplos: IBM RISC 6000; Power PC; Atualmente, os processadores comercializados possuem características de ambas as arquiteturas

18 MICROPROCESSADORES CARACTERIZAÇÃO Um microprocessador pode ser caracterizado através de três itens: Velocidade de Processamento MICROPROCESSADOR Registos Internos Barramento de dados

19 VELOCIDADE DE PROCESSAMENTO A transferência de dados entre do CPU, MEMÓRIA INTERNA ou DISPOSITIVOS INPUT/OUTPUT, é efetuada em períodos de tempo designados Ciclos Máquina, realizados pelo sinal do relógio. Por cada ciclo máquina é executada uma instrução no microprocessador. Um ciclo máquina corresponde a um Hz (Hertz). Exemplo: Processador 800 MHz, significa que consegue atualizar 800 milhões de instruções por segundo.

20 REGISTOS INTERNOS Um computador necessita de um local para armazenar os dados e as instruções que o controlam. Essas instruções e dados são armazenados na memória principal e identificados por um ENDEREÇO (valor numérico que designa a posição física em memória dessa informação). Assim, quanto maior for a capacidade de endereçamento, mais instruções e dados será possível processar em simultâneo.

21 BARRAMENTO DE DADOS O barramento de dados indica-nos o número de bits possíveis de serem transportados de cada vez. É conhecido pelo comprimento do barramento. Por Exemplo: Num microprocessador de 32 bits, existem 32 ligações em paralelo, isto é, o barramento de dados tem a largura de 32 bits, conseguindo transportar 32 bits em simultâneo.

22 TIPOS DE RELÓGIO (CLOCK) Clock interno: Indica a velocidade interna com a qual o processador trabalha. Processamento. Velocidade do Clock Externo: Indica a velocidade de transmissão do barramento de dados da placa mãe para o processador e vice-versa. Velocidade de barramento. Exemplo: Processador Pentium 4 a 3,2 GHz com velocidades de barramento de 400 MHz.

23 DISSIPADOR E VENTOINHAS DO CPU Dissipador: Elemento metálico que permite libertar o calor excessivo proveniente do consumo de energia do CPU. Ventoinhas: Permite aumentar o poder de dissipação.

24 DISSIPADOR E VENTOINHAS DO CPU PROBLEMAS COM A REFRIGERAÇÂO DO CPU Os processadores mais rápidos são também aqueles que necessitam de dissipar mais energia e, por conseguinte, são os mais problemáticos. Uma refrigeração inadequada pode: Danificar permanentemente o processador; Causar erros esporádicos de processamento, de difícil deteção e que podem causar graves problemas durante longos períodos.

25 DISSIPADOR E VENTOINHAS DO CPU PROBLEMAS COM A REFREGIRAÇÂO DO CPU SINTOMAS O bloqueamento não justificado do sistema Funcionamento instável, após algum tempo de funcionamento, Estes sintomas são indicadores para um diagnóstico de problemas de temperatura. Este problema não se aplica apenas ao processador, mas sim a todos os componentes da motherboard ou placas de expansão, muito embora os processador, e em particular os de maior potência, sejam os mais expostos.

26 DISSIPADOR E VENTOINHAS DO CPU PROBLEMAS COM A REFREGIRAÇÂO DO CPU Sugestões para manter níveis de temperatura aceitáveis: Verificar se o processador dispõe de uma ventoinha de arrefecimento, ou de um dissipador; Local onde está o computador atingir, por longos períodos, temperaturas superiores a 25 C, incluir uma ventoinha suplementar; A memória cache, devido à elevada utilização pode sobreaquecer com facilidade. Contudo, esta memória pode ser "desligada" através do BIOS, degradando a resposta do sistema, mas contribuindo para baixar a temperatura e protegendo a memória cache;

27 DISSIPADOR E VENTOINHAS DO CPU PROBLEMAS COM A REFREGIRAÇÂO DO CPU Sugestões para manter níveis de temperatura aceitáveis: Autorize a função de gestão de energia disponível na maioria das motherboards, que permite colocar o processador num regime de baixa potência e desligar o motor dos discos, após alguns minutos (selecionável) de inatividade; Não utilize o leitor de CDs para ouvir música. Adquira um leitor de CDs dedicado, externo, que lhe permitirá poupar alguns ºC;

28 SOCKET Local onde encaixa o microprocessador na placa Mãe. SOCKET

29 Modelo, Velocidades, Cache e Preço Modelo Core 2 Duo E6300 Core 2 Duo E6320 Core 2 Quad Q6600 Duo-core E5300 Velocidade do CPU Velocidade do Barramento (FSB) Tamanho da Cache Preço 1,86 GHz 1066MHz 2 MB 99 1,86 GHz 1066MHz 4 MB 169 2,4 GHZ 1066MHz 8 MB 169 2,6 GHz 800MHz 2 MB 62,90

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