FACULDADE PITÁGORAS DISCIPLINA: ARQUITETURA DE COMPUTADORES

Transcrição

1 FACULDADE PITÁGORAS DISCIPLINA: ARQUITETURA DE COMPUTADORES Prof. Ms. Carlos José Giudice dos Santos

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3 TIPOS DE COMPUTADORES - I Qualquer classificação sobre computadores depende do critério que se usa para se classificar. A classificação mostrada a seguir é baseada nos critérios de aplicabilidade e custo do computador (TANENBAUM, 2007, p.17). 1. Computadores Descartáveis 0,5 a 1 $ Cartões de felicitações Chips identificadores (p/ substituir códigos de barras)

4 TIPOS DE COMPUTADORES - II 2. Microcontroladores 5 a 10 $ Relógios, celulares, carros, aviões, eletrônicos digitais (TV, DVD, BLU-RAY), eletrodomésticos programáveis, centrais de segurança, etc 3. Computadores específicos p/ jogos 50 a 100 $ Videogames e games portáteis

5 TIPOS DE COMPUTADORES - III 4. Computadores pessoais 500 a $ Desktops, Laptops, Palmtops, Notebooks, Netbooks, Handhelds, PDA s, Smartphones, etc 5. Servidores a $ Servidores de redes (locais e de internet)

6 TIPOS DE COMPUTADORES - IV 6. Estações de trabalho a $ 7. Mainframes Mais de 5 milhões de $ 8. Supercomputadores??? $ Produção gráfica pesada (revistas, jornais, firmas de publicidade, televisão, cinema, etc) e alguns tipos de aplicações científicas Computadores de grande porte para aplicações pesadas em bancos de dados (grupos financeiros, grandes organizações) Aplicações militares e/ou científicas de ponta

7 COMPUTADORES DESCARTÁVEIS - I Os computadores descartáveis não necessitam de grandes requisitos nem de velocidade de processamento e nem de memória. Sua principal aplicação é em cartões de felicitação, mas vem crescendo a demanda para identificadores e localizadores. No caso de identificadores, eles podem substituir os códigos de barras em produtos. Em alguns supermercados da Alemanha, a pessoa vai ao supermercado, pega qualquer produto que ela quer, põe na sacola e leva para casa. Continua...

8 COMPUTADORES DESCARTÁVEIS - II Os identificadores chamados de RFID (Radio Frequency IDenfication identificação por radiofrequência), ao passarem pela porta da loja, enviam automaticamente para as centrais dados do produto (preço, endereço da loja, data e hora da compra), que por sua vez, já envia automaticamente esses dados para cobrança no cartão do cliente, que também tem um RFID). Esses RFID s podem ser utilizados também como localizadores (de pessoas, veículos e outros objetos via GPS).

9 COMPUTADORES DESCARTÁVEIS - III RFID Fonte: RFID Fonte:

10 MICROCONTROLADORES - I Os microcontroladores são processadores que possuem muitas aplicações. O preço destes microcontroladores dizem respeito apenas ao processador, porque eles podem controlar dispositivos muitíssimo caros, que ultrapassam muitas vezes milhões de dólares. Como principais exemplos, os aviões, sistemas de mira de mísseis inteligentes e equipamentos médicos (aparelhos de raios X, de ressonância magnética, monitores cardíacos), Continua...

11 MICROCONTROLADORES - II... além de carros (processamento de mistura de combustível), relógios, celulares, caixas eletrônicos, brinquedos inteligentes (bonecas que falam, carrinhos de controle remoto), periféricos de computadores (modem, impressora, scanner, drives, discos rígidos, etc), eletrônicos domésticos programáveis (VCR, DVD, forno de microondas, etc), centrais de segurança, sistemas de controle, etc. Basicamente, toda e qualquer aplicação que necessite de um controlador programável e de software bem específico.

12 MICROCONTROLADORES - III Microcontroladores Fonte:

13 COMPUTADORES DE JOGOS - I Os computadores de jogos são basicamente computadores normais, mas com software limitado e pouca capacidade de extensão. Exigem grande poder de processamento (para processar som e imagem), mas sem grandes exigências em relação à quantidade de memória. Geralmente são processadores dedicados com palavras maiores que seus congêneres de desktops.

14 COMPUTADORES DE JOGOS - II Playstation 2 da SONY Fonte: Atari, o precursor dos videogames Fonte:

15 COMPUTADORES PESSOAIS - I Os computadores pessoais são aqueles que as pessoas popularmente chamam de computador. Necessitam de um bom equilíbrio em termos de processamento e memória, e a configuração que vai privilegiar a velocidade, ou a memória, ou os dois, depende do tipo de aplicação que o usuário precisa. Alguns computadores pessoais com configurações mais reforçadas podem funcionar até mesmo como servidores ou estações de trabalho. Computadores pessoais montados para jogos podem custar mais de 50 mil dólares.

16 COMPUTADORES PESSOAIS - II Dell XPS 730 IBM PC AT Fonte: Fonte:

17 SERVIDORES - I Servidor é um computador que disponibiliza recursos em uma rede, e por este motivo, necessita geralmente de grande poder de armazenamento. Dependendo da aplicação, pode exigir muita memória secundária também. Geralmente são usados computadores pessoais (desktops) com configurações reforçadas (com um, dois ou quatro processadores) ou workstations (minicomputadores). Continua...

18 SERVIDORES - II Os servidores podem funcionar como um centralizador de arquivos de uma rede local ou na internet, e em alguns casos, são capazes de gerenciar dezenas de milhares de TPM s (transações por minuto). Os sistemas operacionais usados em servidores são variações dos sistemas operacionais utilizados em computadores pessoais (geralmente alguma versão de Windows, Linux ou Unix).

19 SERVIDORES - III Rack com Servidores Fonte:

20 MINICOMPUTADORES - I As Estações de Trabalho (workstations) estão um grau acima dos computadores pessoais, e muitas vezes, são consideradas como minicomputadores. Quando funcionam em paralelo (cluster), são comumente chamadas de minisupercomputador. Geralmente as workstations são utilizadas para aplicações gráficas pesadas... Continua...

21 MINICOMPUTADORES - II... (engenharia, arquitetura, produção gráfica, ilhas de edição) ou como servidores para aplicações pesadas de redes, principalmente na internet. Algumas aplicações científicas também pode fazer uso das workstations. Não confunda com baias de um Call Center, que comumente são chamadas também de estações de trabalho.

22 MINICOMPUTADORES - III Sun Workstations Fonte: NovelQuest Emperor Workstation Fonte:

23 MAINFRAMES - I Mainframes (ou computadores de grande porte) são computadores que podem ocupar salas inteiras, nos levando de volta às configurações da década de 60. Em termos de poder de processamento, podem ser até inferiores às workstations e a alguns servidores, mas em termos de capacidade de armazenamento e de velocidade dos dispositivos de E/S (entrada e saída) ainda são campeões. Continua...

24 MAINFRAMES - II São ainda muito utilizados em aplicações pesadas de bancos de dados comerciais ou governamentais. Com o advento da Internet, passaram a ser utilizados também como poderosos servidores de arquivos da grande rede. Geralmente eles rodam sistemas operacionais proprietários, e os softwares de bancos de dados ainda são baseados na linguagem de programação COBOL.

25 MAINFRAMES - III Mainframe Fujitsu Global Server Mainframe IBM Fonte: Fonte:

26 SUPERCOMPUTADORES - I Supercomputadores são sempre computadores de grande porte, e podem ter diversos tipos de configurações. São caríssimos e geralmente só podem ser comprados (com autorização) por órgãos governamentais. É muito difícil para empresas particulares adquirirem um, não só por causa do preço, mas também por causa de suas possíveis aplicações. São utilizados geralmente para pesquisas de ponta na área militar... Continua...

27 SUPERCOMPUTADORES - II... (desenvolvimento de armas), comercial (prospecção de petróleo, p. ex.) e científica (pesquisa espacial, genética, etc). Alguns destes supercomputadores ficaram famosos, como é o caso do Deep Blue, da IBM, construído com o intuito de derrotar o campeão mundial de xadrez. Oficialmente, foi a primeira máquina a derrotar um homem neste jogo, o que é um feito realmente notável.

28 SUPERCOMPUTADORES - III O site é a referência mundial em supercomputação. A cada seis meses são realizados testes para definir o ranking dos computadores com maior velocidade de processamento em todo o mundo. O título do segundo semestre de 2011 é de um supercomputador japonês, o K Computer Sparc 64 VIIIfx 2.0 GHz Tofu Interconnect. O Japão investiu 1,3 bilhões de dólares para montar este supercomputador para poder superar o chinês Tianhe 1A NUDTH MPP X GHz 6C Nvidia GPU FT C, campeão até junho de 2011.

29 SUPERCOMPUTADORES - IV K Computer Sparc 64 VIIIfx 2.0 GHz Tofu Interconnect Fonte:

30 UNIDADES DE MEDIDA - I O homem sempre teve necessidade de medir as coisas. À medida que a tecnologia permitiu a medida de coisas extremamente grandes ou extremamente pequenas, tornou-se óbvio que uma unidade de medida seria insuficiente para expressar estas quantidades. Assim, foram criados prefixos que correspondem a multiplicação ou divisão da unidade principal. Por exemplo, o metro é a unidade padrão de medida de distância, mas para medir grandes distâncias, o metro é pouco utilizado.

31 UNIDADES DE MEDIDA - II Neste caso, o quilometro (aportuguesamento de Kilometro, unidade de medida que equivale a 1000 metros) é mais usado. Do mesmo modo, para medir coisas pequenas, o metro é muito grande. Entretanto, se dividirmos o metro por mil teremos o milímetro, que equivale a 10-3 metros. Do mesmo modo, a grama é a unidade padrão para medir massa, mas usamos mais com mais frequencia o quilo (simplificação de Kilograma, ou seja, 1000 gramas).

32 UNIDADES DE MEDIDA - III Na informática, utilizamos b (em letra minúscula ou caixa baixa) para bit, e B (em letra maiúscula ou caixa alta) para Byte. Os prefixos para unidades de medida maiores que a unidade são sempre utilizados em letras maiúsculas: 1 ou 10 0 = unidade Mil ou 10 3 = Kilo K 1 milhão ou 10 6 = Mega M 1 bilhão ou 10 9 = Giga G 1 trilhão ou = Tera T = Peta P = Exa E = Zeta Z = Iota I Em informática, utiliza-se esses prefixos por aproximação. Por exemplo, 1 KB (1 Kilobyte) não equivale a 1000 bytes, e sim a 1024 bytes (2 10 bytes). Assim, 1 KB (1 Kilobyte) equivale a 2 10 bytes, 1 MB (1 Megabyte) equivale a 2 20 bytes, 1 GB (1 Gigabyte) equivale a 2 30 bytes, 1 TB (1 Terabyte) equivale a 2 40 bytes, 1 PB (1 Petabyte) equivale a 2 50 bytes e assim por diante.

33 UNIDADES DE MEDIDA - IV Os prefixos para unidades de medida menores que a unidade são sempre utilizados em letras minúsculas. Não utilizamos medidas menores que a unidade para medidas de armazenagem (bits), porque estes não poder ser divididos. Estes prefixos são utilizadas geralmente para segundos, para se medir o tempo de ciclo de um processador: 1 ou 10 0 = unidade 10-3 = mili m Hertz é a unidade de medida do SI (Sistema Internacional de medidas) para frequência. Se um processador tem clock de 1 Khz (1 kilohertz 10-6 = micro 10-9 = nano n = pico p µ ou 1000 hertz), isso significa que a cada segundo ele realiza 1000 ciclos. Se um cálculo gastar um ciclo, então isso quer dizer que este processador é capaz de fazer mil cálculos por segundo = femto f = ato a = zepto z = iocto i O tempo de um ciclo é o inverso da freqüência. Assim, para um processador com clock de 1 Khz, o tempo de um ciclo é 1x10-3 segundos, ou 1 milisegundo.

34 Exercício 1: EXERCÍCIOS

35 EXERCÍCIOS Exercício 2: Uma rede tem taxa de transferência de 2 Mbps. Quantos bits ela transfere a cada segundo? Mbps = Megabits por segundo Logo, a taxa é de 2 x 10 6 bits/s