O que é um microprocessador?

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1 MICROPROCESSADORES

2 O que é um microprocessador? É um circuito integrado com milhares, ou mesmo milhões, de transistores, que estão interligados por superfinos traços de alumínio. Os transistores trabalham em conjunto armazenando e manipulando dados, de forma que, o microprocessador possa executar uma vasta variedade de funções úteis. Evolução: o primeiro microprocessador da Intel, o 4004, introduzido em 1971 continha 2300 transistores. Um dos mais recente processadores da Intel, o Core Duo contem 151,6 milhões de transistores.

3 Para que utilizar microprocessadores? São utilizados para dar "inteligência" É intuitivo imaginar tal inteligência em super máquinas ou robôs de última geração. No entanto, isto também se aplica a aparelhos do dia a dia. Utilizando microprocessadores é possível adicionar funcionalidades em aparelhos domésticos, como por exemplo, realizar uma rediscagem automática em telefones, desligar automaticamente um termostato de aquecimento, aumentar a segurança dos automóveis bem como a sua eficiência, etc.

4 Para que utilizar microprocessadores? (cont.) Sem dúvida, a aplicação mais comuns dos microprocessadores é em computadores pessoais. Computador e microcomputador são máquinas eletrônicas capazes de processar dados. O microprocessador é o cérebro do computador.

5 Funcionamento Básico de um Computador

6 Funcionamento Básico de um Computador teclado, mouse, joystick, monitor de vídeo, scanner, CD-ROM, microfone... impressora, caixas de som... São dispositivos de Entrada e Saída (E/S ou I/O): drives, HD, modem e CD-R.

7 Funcionamento Básico de um Computador A CPU é, basicamente, o processador ou microprocessador e possui a capacidade de controle e trabalho; é como um gerente. A memória por sua vez é a área de trabalho da CPU; é como de fosse o seu caderno de anotações.

8 Funcionamento Básico de um Computador As linhas de controle de dados possibilitam que os dispositivos de entrada/saída possam coordenar, com a CPU, a troca de dados entre o dispositivo em questão e a memória.

9 Memória? A CPU faz uma troca dinâmica com a memória. O que se entende por memória? Qualquer modo de armazenamento de dados. São os seguintes, os tipos mais usuais de memória: Principal: divide-se em dois tipos: > RAM (Random Access Memory ou Memória de Acesso Randômico). É a memória principal do computador. > ROM (Read Only Memory ou Memória Apenas Leitura). É uma memória fixa, onde não há variação dos dados. É responsável por armazenar pequenas rotinas e instruções essenciais ao computador. Memória Auxiliar: geralmente o HD.

10 Capacidade de Processamento? A capacidade de processamento de um computador consiste na quantidade de bits que este pode processar ao mesmo tempo, dentro do microprocessador (capacidade interna) ou entre o microprocessador e a memória (capacidade externa). Não deve ser confundida com velocidade de processamento. Contudo, a capacidade de processamento é um dos fatores de velocidade do computador, como um todo.

11 Velocidade de Processamento? A velocidade de processamento, ou seja, o clock, é a velocidade de funcionamento geral do sistema, geralmente é medida em Hz. (1 Hz = 1 ciclo/seg) Clock de um computador é um pulso eletrônico gerado periodicamente por um oscilador (cristal de quartzo), usado para sincronizar o funcionamento dos diversos dispositivos e das placas do sistema.

12 CPU - Estrutura de um microprocessador

13 Como os Processadores Funcionam? Apesar de cada microprocessador ter seu próprio desenho interno, todos os microprocessadores compartilham do mesmo conceito básico. O processador, que também é chamado de microprocessador, CPU (Central Processing Unit) ou UCP (Unidade Central de Processamento), é o encarregado de processar informações. Como ele vai processar as informações vai depender do programa. O programa pode ser uma planilha, um processador de textos ou um jogo; para o processador isso não faz a menor diferença, já que ele não entende o que o programa está realmente fazendo. Ele apenas obedece às ordens (chamadas comandos ou instruções) contidas no programa. Essas ordens podem ser para somar dois números ou para enviar uma informação para a placa de vídeo, por exemplo.

14 Como os Processadores Funcionam? (cont.) EXEMPLO: Quando se clica duas vezes em um ícone para rodar um programa, acontece: 1. O programa, que está armazenado no disco rígido, é transferido para a memória. Um programa é uma série de instruções para o processador. 2. O processador, usando um circuito chamado controlador de memória, carrega as informações do programa da memória RAM. 3. As informações, agora dentro do processador, são processadas. 4. O que acontece a seguir vai depender do programa. O processador pode continuar a carregar e executar o programa ou pode fazer alguma coisa com a informação processada, como mostrar algo na tela.

15 Computadores: Computadores de 1ª Geração ( ) Em 1945 concluiu-se o que se pode considerar o "pai" de todos os computadores modernos, o ENIAC, com válvulas nos circuitos eletrônicos, capacitores e milhares de Km de fios e cabos elétricos para realizar a sua programação. Ocupava 170 m2 e consumia Watts por segundo. Operava com cartões perfurados, impressora e disco magnético fixo.

16 Computadores: Computadores de 2ª Geração ( ) Utilizavam transistores em lugar de válvulas. Operavam com cartões perfurados, impressora mais rápida, disco magnético fixo ou removível e fita magnética. Cálculos passaram a ser medidos de segundos para microsegundos. Nesta época, duas empresas se tornaram mundialmente conhecidas: a DEC e a IBM. Os computadores que surgiram neste período foram o PDP-1, PDP-8, IBM-7090, IBM-7094, CDC-6000, IBM 7030 e Gamma-60. No entanto, os elevados custos destas máquinas, restringiam sua utilização a aplicações estratégicas do governo e a grandes empresas.

17 Computadores: Computadores de 3ª Geração ( ) Os transistores foram substituídos por Circuitos Integrados (CI), permitindo a popularização e o desenvolvimento da Informática, como a conhecemos hoje. Como inovações operacionais, surgiram: a multiprogramação (já citada anteriormente) e o teleprocessamento (processamento à distância). Nesta época houve uma grande diminuição nos custos, criando assim, uma nova faixa de mercado, que incluia empresas de médio porte, universidades e centros de pesquisa. Alguns exemplos desta nova geração de máquinas são o IBM-360 e os minicomputadores da série PDP-11, da DEC.

18 Computadores: Computadores de 4ª Geração ( ) Surgiram em decorrência do uso da técnica dos circuitos LSI (LARGE SCALE INTEGRATION) e VLSI (VERY LARGE SCALE INTEGRATION). Nesse período surgiu também o processamento distribuído, o disco ótico e o a grande difusão do microcomputador, que passou a ser utilizado para processamento de texto, cálculos auxiliados por planilhas eletrônicas e em projetos gráficos, atividades para as quais os grandes computadores não eram bem adaptados.

19 Computadores: Computadores de 5ª Geração (1991- ) As aplicações exigem cada vez mais uma maior capacidade de processamento e armazenamento de dados. Sistemas especialistas, sistemas multimídia (combinação de textos, gráficos, imagens e sons), banco de dados distribuídos e redes neurais, são apenas alguns exemplos dessas necessidades. Uma das principais características dessa geração é a simplificação e miniaturização do computador, além de melhor desempenho e maior capacidade de armazenamento. Tudo isso, com os preços cada vez mais acessíveis.

20 Evolução dos microprocessadores: São exemplos destas gerações de computadores da linha de processadores, da INTEL. Microprocessador 4004 (1971) Microprocessador 8008 (1972) Microprocessador 8080 (1974) Microprocessador 8086 (1978) Microprocessador 286 (1982) Microprocessador 386 (1985) Microprocessador 486DX (1989) Processador Pentium (1993) Processador Pentium II (1997) Processador Pentium III (1999) História da Intel

21 Considerações Finais Os microprocessadores evoluíram em velocidade, tamanho e preço. Vale ressaltar que esta evolução se deu de forma conjunta com a de tecnologia de materiais, possibilitando construir componentes eletrônicos cada vez menores e mais rápidos. Pode-se citar como exemplo que um microprocessador atual chega a faixa dos milhões de transistores, o que antes seria inconcebível. Hoje em dia as aplicações exigem cada vez mais uma maior capacidade de processamento (clock e tamanho do barramento) e armazenamento de dados dos computadores (memórias). Esta demanda vem sendo atendida e gerando uma simplificação e miniaturização do computador, além de melhor desempenho e rapidez.

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