LIC. Organização e Estrutura Básica Computacional. Prof. Marcelo Costa Oliveira 2006, Marcelo Costa oliveira

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1 LIC Organização e Estrutura Básica Computacional Prof. Marcelo Costa Oliveira

2 História 1946 Inventado o 1º computador eletrônico de grande porte ENIAC Universidade da Pensilvania: válvulas 30 toneladas

3 História 1975 Lançamento do 1º microcomputador: ALTAIR CPU Intel 8080 memória: 256 bytes

4 Mas o que é um computador??

5 Organização Computacional Definição de Computador conjunto de dispositivos eletrônicos interligados e orientados por programas que nos auxiliam na execução de tarefas. Organizado em 3 grandes áreas: entrada de dados, processamento e armazenamento de dados e saída de dados: Armazenamento

6 Organização Computacional Sistemas Computacionais: compostos por Hardware e software; Hardware: parte física do computador (mouse, teclado, placas de vídeo e rede, fios, etc.) Software: toda parte lógica do computador; São os programas que compõem um computador (sistema operacional e aplicativos em geral)

7 Sistema Operacional Programa mantido constantemente na memória; Ex.: Windows, Linux, Mac OS X, Unix;; Comunicação entre aplicativos e os componentes físicos do computador; Exemplos de Gerenciamento Memória; Dados (leitura, gravação e organização); Dispositivos (impressoras, placa de video); Execução de aplicativos.

8 Unidade de Processamento Central (CPU) Executa as instruções dos programas armazenadas na memória principal ex.: cálculos e operações lógicas; Composta por um conjunto de microprocessadores responsáveis pelo seu funcionamento. Cada microprocessador é capaz de entender apenas 2 circuitos: Circuitos ligados: 1 Circuitos Desligados: 0

9 Funcionamento da CPU Busca instrução na memória principal e armazena na memória auxiliar (cache); Processa as instruções armazenadas na cache; Caso a CPU necessite de alguma instrução armazenada na principal ele o faz; Executa as instruções Volta ao 1 passo ; Memória Auxiliar armazenamento de variáveis importantes e de resultados temporários;

10 Placa-Mãe Utilizada para conectar o processador, memória e a controladora dos dispositivos de E/S; Controladora Circuitos eletrônicos que permitem acesso aos recursos do dispositivo, ex.: Controladoras de Teclado e Mouse; Controladoras de placa de video;

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13 Memória Dados ou instruções fornecidos ao computador podem ser armazenados pela memória para processamento imediato ou posterior. Bit Unidade básica de memória; Informações são armazenadas em valores 0 e 1;

14 Memória Bits são insuficientes para representar informações mais complexas. São agrupados e combinados. Conjunto de oito bits (8 Bits = 1 Byte) 1 Byte pode representar 256 (28) caracteres diferentes. Utilizamos: 1 KiloByte = 1Kb = 1024 bytes 1 MegaByte = 1 Mb = 1024 Kbytes 1 GigaByte = 1Gb = 1024 Mb

15 Memória Sistema de Memória: Hierarquia de Camadas Registradores Internos da CPU Utilizada para o armazenamento temporário de dados durante o processamento; Velocidade superior a CPU; Baixa capacidade de armazenamento (128 bytes); Controlada pelo hardware;

16 Memória Memória Auxiliar (Cache) Desenvolvida para que houvesse um sincronismo entre a memória principal e a CPU; Intruções mais utilizadas são armazenadas na cache; Tamanho limitado: alto custo; Capacidade: 32Kb até dezenas de Mbytes; Controlada pelo hardware;

17 Memória Memória Principal ou RAM (memória de acesso aleatório) Volátil: dados somente estão armazenados enquanto houver corrente elétrica; Todas as requisições que não são atendidas pela cache vão para a RAM; Capacidade: constante crescimento (mínimo aceitável atualmente é de 256 Mbytes) Controlada por software;

18 Armazenamento de Dados Disco Magnético ou Rígido (HD) Tecnologia atual para armazenamento permanente de informações; Capacidade de armazenamento superior a RAM Centenas de Gbytes; Tempo de acesso aos dados é 3x mais lentos em comparação a RAM; Discos rodam a 5400, 7200 ou RPM;

19 Armazenamento de Dados Disco Magnético ou Rígido (HD) Funcionamento Escrita Cabeçote magnetiza partes da superfície do disco; Alinhamento das particulas magnéticas para a esquerda ou direita criando 2 estados (0 ou 1- bit); Funcionamento Leitura Quando o cabeçote passa por uma área magnetizada ele recebe uma correte positiva ou negativa tornando possível a leitura dos bits;

20 Funcionamento do Disco Rígido

21 Armazenamento de Dados Memória Virtual Utiliza o HD como complemento da memória RAM; Utilizado para armazenar dados e programas que não são necessários imediatamente ex.: Função Hibernar do windows; Memória ROM (Memória de apenas Leitura) Memória não volátil; Não pode ser alterada Programada pelo fabricante; Utilizada na inicialização do computador e pelos dispositivos de Entrada e Saída; Rápida e de baixo custo baixa capacidade;

22 Hieraquia de Memória Maior Tempo de acesso; Menor Preço; Maior Capacidade;

23 Organização Computacional Dispositivos de Entrada de Dados Objetos que tem por finalidade efetuar a entrada de dados no computador. Ex.: teclado, mouse e joystick, etc. Teclado: A tecla pressionada induz uma corrente que é detectada pela controladora; Funções ativadas por sequências de teclas são tratadas pelo aplicativo (SHIFT + a, CTRL + ALT + DEL);

24 Processamento de Dados Teclado Interpreta 33 Número é Digitado Código Binário CPU Código decimal 33 Monitor

25 Números Binários Numeração Decimal Utilizada pelo usuário; São os números 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9; Menor Digito Base unidade 7 dezena 9 - centenas Maior Digito

26 Números Binários Numeração Binária Utilizada internamente pelo computador; São os números 0, 1; Menor Maior Digito Digito Base unidade 0 posição 2 0 posição 4 Cada uma das posições é uma potência da Base 2.

27 Números Binários Conversão de Decimal para Binário Dado um número decimal inteiro, para convertê-lo em binário, basta dividi-lo sucessivamente por 2, anotando o resto da divisão.

28 Números Binários Conversão de Binário para Decimal Cada posição é multiplicada pela potência relacionada, por exemplo: = 1 x x x x x 24 = 17

29 Organização Computacional Dispositivos de Saída de Dados Efetuam a saída de dados do computador: Ex.: monitor, impressora, etc.

30 Monitores Tubo de Raios Catódicos (CRT) Canhão dispara um feixe de elétrons contra uma tela fosforecente que a faz brilhar; Varredura horizontal dura ~ 50 micro segundos;

31 Monitores Imagem Controladora da Placa de Vídeo

32 Princípio de Funcionamento Dispositivos de Entrada e Saída Disco Rígido, PenDrive, Disket, etc.

33 Organização e Estrutura Básica

34 Processamento de Dados Exercícios: 2. O orkut permite a inserção de fotos de até 5Mbytes, as fotos abaixo poderiam ser inseridas?? a) Foto 1: Bytes b) Foto 2: Kbytes

35 Números Binários Exercícios 2. Realize as transformações das seguintes bases Decimais para bases binárias: a) 10 b) 50 c) Realize as transformações das seguintes bases binárias para bases decimais:

36 Números Binários Existem 10 tipos de pessoas Aquelas que entendem binário E as que não entedem.

37 Para saber mais... TANENBAUM, Andrew. Sistemas operacionais modernos. Rio de Janeiro: LTC Apostila de Computação Gráfica: Material na Xerox;

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