Conceitos sobre Computadores

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1 Conceitos sobre Computadores Prof. Adriano Mauro Cansian Prof. Leandro Alves Neves 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. Adriano Mauro Cansian & 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. Adriano Mauro Cansian & Prof. Leandro Alves Neves 2

3 Computadores Prof. Adriano Mauro Cansian & Prof. Leandro Alves Neves 3

4 Componentes físicos dos computadores Daremos ênfase aos microcomputadores pessoais. Prof. Adriano Mauro Cansian & 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. Adriano Mauro Cansian & Prof. Leandro Alves Neves 5

6 Gabinete Algumas vezes chamada erroneamente de CPU. Contêm a fonte, placa mãe, dispositivos de armazenamento (hard disk, disquetes, e outros), placas de expansão, memória, etc... Existem vários modelos de formato e tamanhos variados. Exigem compatibilidade com o tipo de fonte e, em alguns casos, com a placa mãe. Fonte Fonte de energia Fornece energia elétrica para a placa mãe e para os periféricos. Transforma corrente alterada de 110V ou 220V para corrente contínua +5V, -5V e +12V -12V, utilizada pela placa-mãe e pelos periféricos. Prof. Adriano Mauro Cansian & Prof. Leandro Alves Neves 6

7 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. Adriano Mauro Cansian & Prof. Leandro Alves Neves 7

8 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. Adriano Mauro Cansian & Prof. Leandro Alves Neves 8

9 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. Adriano Mauro Cansian & Prof. Leandro Alves Neves 9

10 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. Adriano Mauro Cansian & Prof. Leandro Alves Neves 10

11 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. Adriano Mauro Cansian & Prof. Leandro Alves Neves 11

12 Memória X discos Comparação de custo de armazenamento: Memória RAM 1 GB = Aprox. US$ 20,00 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. Adriano Mauro Cansian & Prof. Leandro Alves Neves 12

13 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. Adriano Mauro Cansian & Prof. Leandro Alves Neves 13

14 Microprocessador (3) Principais fabricantes: Intel Família Pentium AMD Família Athlon Evolução dos principais processadores (década de 50): 5 centímetros Intel 4004 (1971) mícron 8088 (1979) mícron mícron Pentium 60 MHz mícron Pentium 100 MHz mícron Pentium 166 MHz mícron Pentium 166 MMX mícron Pentium III mícron Celeron 366 (soquete) mícron Pentium III Coppermine mícron Pentium mícron Athlon Thunderbird mícron Cyrix III mícron Pentium III Tualatin mícron Athlon Thoroughbred mícron Até 2005 (segundo a Intel) mícron Até 2010 (segundo a Intel) mícron Um mícron equivale a 1 milésimo de milímetro, ou a 1 milionésimo de metro. Prof. Adriano Mauro Cansian & Prof. Leandro Alves Neves 14

15 Processador e performance Clock (1) Como você sabe, clock em inglês significa "relógio". Um relógio funciona de maneira precisa, marcando o tempo. Num computador à o circuito gerador de clock, é um pequeno cristal de quartzo que fica na placa mãe. Tem exatamente a mesma função: marcar o tempo. Prof. Adriano Mauro Cansian & Prof. Leandro Alves Neves 15

16 Clock (2) Para que o computador funcione, tudo tem que funcionar de maneira sincronizada, como uma orquestra. Cada vez que é gerado um pulso de clock, todos os dispositivos realizam uma operação, param e continuam o que estiverem fazendo no próximo ciclo. Como num cruzamento, onde os carros trafegam hora num sentido, hora no outro, orientados pelo farol. Clock (3) 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. Prof. Adriano Mauro Cansian & Prof. Leandro Alves Neves 16

17 Clock (4) 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. Periféricos e Componentes Prof. Adriano Mauro Cansian & Prof. Leandro Alves Neves 17

18 Placas e periféricos Placas de expansão Placa de som, de vídeo, de rede. Periféricos Telados, monitor, mouses, monitores, joysticks, câmeras, dentre outros. 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. Prof. Adriano Mauro Cansian & Prof. Leandro Alves Neves 18

19 Alguns periféricos DISPOSITIVO: TIPO DE COMUNICAÇÃO DE DADOS : modem / fax monitor ou vídeo impressora teclado scanner mouse, trackball, mousetouch microfone para multimídia entrada e saída de dados saída de dados saída de dados entrada de dados entrada de dados entrada de dados entrada de dados Arquitetura lógica de um Computador Prof. Adriano Mauro Cansian & Prof. Leandro Alves Neves 19

20 CPU UCP - Unidade Central de Processamento CPU - Central Process Unit CPU (ou UCP) e comunicação Prof. Adriano Mauro Cansian & Prof. Leandro Alves Neves 20

21 Unidades Periféricas UCP periférico de ENTRADA periférico de ARMAZENAMENTO periférico de SAIDA Entrada e saída Entrada e Saída 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. Prof. Adriano Mauro Cansian & Prof. Leandro Alves Neves 21

22 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 pela ULA - Unidade Lógica e Aritmética e a UC - Unidade de Controle. Atualmente englobadas num mesmo microprocessador. 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 Prof. Adriano Mauro Cansian & Prof. Leandro Alves Neves 22

23 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 (armazenamento magnético)!! É uma memória de leitura e escrita (read / write) de rápido acesso, de acesso aleatório e volátil (em caso de falta de energia elétrica ou desligamento do computador há perda de informações). 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. Adriano Mauro Cansian & Prof. Leandro Alves Neves 23

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