Conceitos sobre Computadores
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- Afonso Teves Benke
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1 Conceitos sobre Computadores Prof. UNESP - São José do Rio Preto Linguagem Computacional Neste tópico veremos: Os Componentes físicos dos computadores O hardware: principais partes dos computadores atuais. Os Componentes lógicos dos computadores Como os computadores são organizados. As partes lógicas que formam os computadores atuais. Prof. & Prof. Leandro Alves Neves 1
2 Computador Definição: Máquina composta de um conjunto de partes eletrônicas e eletromecânicas, com capacidade de coletar, armazenar, manipular dados, e fornecer informações, tudo isso de forma automática. Hardware Tudo aquilo que o compõe fisicamente Processamento entrada E processamento P saída S Prof. & Prof. Leandro Alves Neves 2
3 IBILCE - UNESP - SJRP Computadores Prof. & Prof. Leandro Alves Neves 3
4 IBILCE - UNESP - SJRP Componentes físicos dos computadores Daremos ênfase aos microcomputadores pessoais. Prof. & Prof. Leandro Alves Neves 4
5 Principais Componentes físicos dos micro-computadores (1) Gabinete Fonte Discos Placa mãe Processador Interfaces (placas) Memória Principais Componentes físicos dos micro-computadores (2) Periféricos Teclado Mouse Monitor Impressora Scanner Câmera Gravador CD / DVD Dispositivos de entrada e saída de dados Prof. & Prof. Leandro Alves Neves 5
6 IBILCE - UNESP - SJRP Discos (1) Usados para armazenamento permanente. Podem armazenar grandes volumes de dados. Considerados dispositivos periféricos de entrada e saída. É onde o computador grava ( salva ) informações que precisam ser armazenadas de forma não volátil. É análogo a um arquivo, onde se colocam pastas. Discos também são considerados dispositivos periféricos (veremos mais adiante). Discos (2) Magnéticos, óticos (CDs, DVDs) ou magneto-óticos. Atualmente são medidos em Gigabytes (GB) nos microcomputadores, e Terabytes (TB) nos sistemas de grande porte. 1 byte = unidade fundamental de informação (discutido mais adiante.) 1 TB = 1000 GB 1 GB = 1000 MB 1 MB = 1000 KB Valores típicos atuais de hard disks: 400 GB, 800 GB, 1000 GB. 1 CD ROM = 620 a 700 MB. 1 DVD = 4 a 5 GB = Equivale a cerca de 7 CD-ROMs Prof. & Prof. Leandro Alves Neves 6
7 IBILCE - UNESP - SJRP Placa mãe (motherboard) (1) A placa mãe, ou motherboard, é possivelmente a parte mais importante do micro-computador. Gerencia toda a transação de dados entre a CPU, a memória e os periféricos. Define a arquitetura do computador. Motherboards Prof. & Prof. Leandro Alves Neves 7
8 Placa mãe (motherboard) (2) Componentes da Placa Mãe: CPU; Memória Onde ficam as informações temporárias. Barramentos Os componentes internos usam para se comunicar. Slots Onde se conectam outras placas ou interfaces. Conexões de entrada e saída. Onde se ligam componentes periféricos externos (impressoras, discos, scanner, câmera, rede, dentre outros). Placa mãe (motherboard) (3) CPU Chamado também de processador ou microprocessador. É o cérebro do computador. Veremos com mais detalhes mais adiante... Prof. & Prof. Leandro Alves Neves 8
9 Memórias Memórias RAM Intimamente ligadas ao processador, Chipset e placa mãe. Existem vários tipos de memória, variando a capacidade de armazenamento, velocidade e preço. Memória (1) Chamada de Memória RAM. RAM = Random Access Memory Memória de Acesso Aleatório Onde as informações ficam temporariamente. Quando o computador é desligado, os dados da memória RAM desaparecem. É o local onde o computador/processador coloca as informações enquanto está trabalhando nelas. Não faz armazenamento permanente. Isso é feito pelos discos magnéticos ou óticos (pendrives, hard disks, DVDs). São totalmente eletrônicas, portanto são mais caras que discos. Prof. & Prof. Leandro Alves Neves 9
10 Memória (2) Quando o computador é ligado, ele faz um processo chamado de boot. O boot consiste em carregar o sistema operacional do disco para a memória RAM. O sistema operacional é um tipo especial de software que controla o computador (será discutido mais adiante). Quando um software é carregado, ele é armazenado (temporariamente) na memória RAM. Memória (3) Os softwares e os dados ficam na memória RAM enquanto estão sendo utilizados. É equivalente a uma mesa de trabalho, onde os dados são colocados enquanto o computador está trabalhando neles. Atualmente é medida em megabytes (MB) ou Gigabytes (GB). Valore típicos 1 GB, 2GB, 4GB. Comparando com discos, CD e DVD: Um HD típico = 500 GB Prof. & Prof. Leandro Alves Neves 10
11 Memória X discos Comparação de custo de armazenamento: Memória RAM 1 GB = Aprox. US$ 20,00 (US$ 20,00 / GB) Hard disk 500 GB = Aprox. US$ 50,00 1 GB = Aprox. US$ 0,10 / GB Mídia de CD-ROM 620 MB = Aprox. US$ 0,25 (US$ 0,40 / GB) Mídia de DVD 4 Gb = Mb = Aprox. US$ 1,00 (US$ 0,40 / GB) Barramento Slots (onde se conectam outras placas); Conexões de entrada e saída. A velocidade do barramento é uma característica da placa-mãe. É muito importante para a comunicação entre o processador e a memória, e outras interfaces e dispositivos. Prof. & Prof. Leandro Alves Neves 11
12 Microprocessador (1) Microprocessador É o cérebro do computador CPU inteira dentro de um único chip. Microprocessador (2) É o cérebro do computador. O termo microprocessador não é o mesmo que CPU. Mas, para os microcomputadores porém, pode-se dizer que o microprocessador é a sua CPU. Antes da existência dos microcomputadores, as CPUs dos computadores eram formadas por um grande número de chips, distribuídos ao longo de uma ou diversas placas. Prof. & Prof. Leandro Alves Neves 12
13 Microprocessador (3) Principais fabricantes: Intel Família Pentium - X86 AMD Família Athlon Mais atuais: processadores de múltiplos núcleos Prof. & Prof. Leandro Alves Neves 13
14 Exemplo de evolução de aplicação de processadores Processador e performance Prof. & Prof. Leandro Alves Neves 14
15 Clock (1) O clock estabelece o sincronismo para a comunicação entre os elementos do hardware (memória, processador, periféricos). Quanto maior for o clock, mais operações poderão ser executadas. O clock é o que vemos anunciado como MHz ou GHz nas propagandas dos computadores. Clock (2) Velocidade de Clock: É a velocidade pela à qual um microprocessador executa instruções. Quanto mais rápido o clock, mais instruções uma CPU pode executar por segundo. A velocidade de clock é expressada em Megahertz (MHz) ou Gigahertz (GHz) 1 MHz é igual a 1 milhão de ciclos por segundo 1 GHz = MHz. A evolução no processo de fabricação do chip com a diminuição de sua potência permite, que o clock cresça cada dia mais. Limitação à aquecimento do processador. Prof. & Prof. Leandro Alves Neves 15
16 Periféricos e Componentes Placas e periféricos Placas de expansão Placa de som, de vídeo, de rede. Periféricos Telados, monitor, mouses, monitores, joysticks, câmeras, dentre outros. Prof. & Prof. Leandro Alves Neves 16
17 Periféricos de entrada e saída Esses Periféricos são classificados também de acordo com sua finalidade: se servem para entrar dados ou enviar dados para o usuário ou para o computador. Chamamos esses periféricos de dispositivos de entrada e dispositivos de saída de dados, conforme esta disposição. Aos periféricos usados para transmitirmos informações ao computador chamamos de Dispositivos de entrada de dados. Aos periféricos usados para o computador se comunicar conosco enviando dados chamamos de Dispositivos de saída de dados. Aos dispositivos periféricos que servem tanto para entrada quanto para saída de dados chamamos de Dispositivos de entrada e saída de dados. Arquitetura lógica de um Computador Prof. & Prof. Leandro Alves Neves 17
18 CPU (ou UCP) e comunicação Unidades Periféricas UCP periférico de ENTRADA periférico de ARMAZENAMENTO periférico de SAIDA Prof. & Prof. Leandro Alves Neves 18
19 Entrada e saída Entrada e Saída Conceitos importantes: Operações de entrada: permitem ao computador acessar informações externas. Operações de saída: permitem a saída de informações para o meio externo e possibilitam sua visualização, armazenamento ou utilização por outro equipamento. Arquitetura da UCP (1) UCP Unidade Central de Processamento Ou CPU - Central Process Unit Componente vital do sistema de computação. Responsável pela realização das operações de processamento (cálculos matemáticos, cálculos lógicos, dentre outros) e de controle, durante a execução de um programa. Formada por 2 componentes principais: ULA - Unidade Lógica e Aritmética UC - Unidade de Controle. Atualmente englobadas num mesmo microprocessador. Prof. & Prof. Leandro Alves Neves 19
20 Arquitetura da UCP (2) Componentes da CPU ULA - Unidade Aritmética e Lógica Responsável por realizar as operações matemáticas e lógicas com os dados. UC - Unidade de Controle Dispositivo mais complexo da CPU. Busca de instruções na memória principal. Controla a ação da ULA. Realiza a movimentação de dados e instruções de e para a CPU. Unidades de memória Memória RAM (Random Access Memory) Já discutida anteriormente. Memória principal do computador. Armazena instruções que estão sendo executadas e os dados necessários a sua execução, no momento. Totalmente eletrônica. NÃO CONFUNDIR COM ARMAZENAMENTO EM DISCO. É uma memória de leitura e escrita (read / write) de acesso rápido, de acesso aleatório e volátil (em caso de falta de energia elétrica ou desligamento do computador há perda de informações). Prof. & Prof. Leandro Alves Neves 20
21 Sinopse Até aqui vimos o seguinte: Componentes físicos dos computadores O hardware: as principais partes que formam os computadores atuais. Ênfase em microcomputadores Processador, Memória, disco, periféricos. Componentes lógicos dos computadores Como os computadores são organizados. As unidade lógicas que formam os computadores atuais. Nossos próximos passos: Aprenderemos sobre o sistema operacional e os softwares em geral. Prof. & Prof. Leandro Alves Neves 21
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