FUNDAMENTOS DA PROGRAMAÇÃO DE COMPUTADORES O SISTEMA DE COMPUTAÇÃO

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Maria do Pilar Soares Mendes
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1 FUNDAMENTOS DA PROGRAMAÇÃO DE COMPUTADORES O SISTEMA DE COMPUTAÇÃO 1

2 Seu objetivo principal é realizar manipulações com dados, isto é, realizar algum tipo de operações com os dados de modo a obter uma informação útil. 2

3 O SISTEMA DE COMPUTAÇÃO Uma das formas de como poderia trabalhar o computador. Processador Entrada ou Input Sistema de Processamento de Informação Sistema de Processamento de Informação - J. Eckert e J. Mauchly Saída ou Output Assim surgiu o primeiro computador com os componentes necessários para realizar as etapas de processamento dos dados: Processador; Sistema de Entrada/Saída (E/S) ou, como são conhecidos em inglês: Input/Output. 3

4 O SISTEMA DE COMPUTAÇÃO O modelo do slide anterior foi aperfeiçoado por John Von Neumann, onde foi acrescentado um componente fundamental: a memória. 4

5 O SISTEMA DE COMPUTAÇÃO Exemplos de Códigos O exemplo trata de uma forma de esboço de um algoritmo para depósito e retirada de dinheiro de conta bancária: Início do Programa Enquanto houver DOC Fazer Obter um DOC Ler número do DOC Encontrar conta com número = número do DOC Se tipo-doc = depósito Então: Novo-saldo = Saldo + Valor Se tipo-doc = retirada Então: Novo-saldo = Saldo - Valor Escrever Novo-saldo no lugar de Saldo Fim do Fazer Fim do Programa 5

6 No slide anterior foi mostrado um algoritmo, e devemos ter atenção ao fato de que, para que uma máquina seja capaz de realizar várias operações, é preciso que ela seja de algum modo instruída a identificar cada uma das instruções, depois de identificá-la, saber como realizá-la. A isso chamamos de instruções de máquina. O componente do computador que é capaz de entender e realizar uma operação definida por uma instrução de máquina denomina-se Unidade Central de Processamento (UCP), ou, simplesmente, CPU Central Processing Unit. 6

7 O SISTEMA DE COMPUTAÇÃO Para ser interpretado pelo computador se faz necessário definir algumas linguagens de comunicação, chamadas de linguagens de programação de alto Nível, como: Pascal; C; C ++; Delphi, etc. 7

8 O componente do sistema de computação responsável pelo armazenamento das informações introduzidas pelo sistema de ENTRADA é denominado Memória, através de um Ciclo básico de Instrução. 8

9 Os componentes básicos de um sistema de computação são: Processador (ou UCP); Memória; Componentes de E/S. A memória é um sistema de armazenamento, constituído de vários dispositivos, cada um com características diferentes de desempenho, porém todos servindo a um mesmo propósito: armazenamento e recuperação e está dividida em: Registradores; Memória Cache; Memória Principal; Memória Secundária. 9

10 O conceito de Endereço em Memórias de Computador é semelhante ao endereço utilizado em nossa vida cotidiana para identificar e localizar locais de moradia ou de trabalho. 10

11 Os dispositivos de Entrada e Saída (E/S) servem basicamente para permitir que o sistema se comunique com o mundo exterior, realizando a interligação, a conversão das linguagens do sistema para a linguagem do meio exterior e viceversa. 11

12 Teclado (ENTRADA) - Ao ser pressionada a tecla de caractere A, por exemplo, os circuitos eletrônicos existentes no teclado convertem a pressão mecânica em um grupo de sinais elétricos de voltagem alta (bit 1) e outros com voltagem baixa (bit 0). Os dispositivos de SAÍDA operam de forma semelhante, porém em sentido inverso. Para que os bits com informações existem internamente, programas e dados, caminhem de um local para outro é necessária a existência de uma fiação apropriada para conduzir esses sinais elétricos. Esse tipo de caminho é mais conhecido como Barramento (BUS). Como os sinais elétricos são os mesmos, só pode haver uma comunicação bilateral em cada instante ficando as demais comunicações aguardando sua vez. 12

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14 Os barramentos são mais ou menos semelhantes a uma avenida de uma cidade por onde os veículos passam. A avenida pode ter uma única pista, por onde passa um carro de cada vez. O barramento pode ter um único fio por onde passa um sinal de cada vez, um bit de cada vez. Chama-se esse tipo de barramento de serial. Barramento constituído de vários fios (no caso da avenida e como se ela fosse constituída de várias pistas) por onde passam vários sinais simultaneamente, um por cada fio. Chama-se esse tipo de barramento de paralelo. Largura do barramento é a propriedade relativa a quantidade de fios (de bits) de que ele é constituído. Barramento constituído de 10 fios paralelos indica a passagem simultânea de sinais elétricos, cada um representando 1 bit; onde temos uma largura do barramento igual a 10 bits. 14

15 Os barramentos são usualmente constituídos de duas partes: Parte que conduz bits de dados barramento de dados - BD Parte que conduz bits de endereços barramento de endereços - BE 15

16 O barramento é único porém está dividido em três conjuntos de fios cada um deles servindo a uma funcionalidade diferente dentro do mesmo processo de transferência; Conjunto de fios com a função de transportar sinais de controle e comunicação, conhecido por BC (Barramento de Controle); Conjunto de fios com a função de transportar sinais (bits) que representam um número, ou endereço de um local de memória, indicativo de um determinado dispositivo de E/S, conhecido por Barramento de Endereços (BE); Conjunto de fios com a função de transportar sinais (bits) que representam o dado que está sendo transferido do endereço mencionado, conhecido por Barramento de Dados (BD). 16

17 O SISTEMA DE COMPUTAÇÃO Exemplo Com a conexão ao processador, todos esses fios chegam aos pinos de ligação do processador ao mundo exterior, ou seja, a soma dos fios do BC, do BD e do BE é igual ao total de pinos do processador ou total de furos do soquete de encaixe do processador na placa-mãe do sistema. 17

18 IMPORTANTE: Considera-se ser possível aproximar 100 MHz para 100 Mbits/s ou 100 Mbps, ou seja, que o barramento transfira aproximadamente 1 bit por ciclo. Na realidade, o valor é um pouco menor devido a ruídos e eventuais perdas. MHz ou GHz são unidades do sistema decimal e os múltiplos são: 100, 1000, etc., enquanto Mbps é unidade do sistema binário e os múltiplos são: 1024 ou 2 10, M = 2 20, e assim por diante. Assim podemos afirmar que 1 MHz corresponderia aproximadamente a 1 Mbps ou bps, ou mais exatamente a bps ( / (1024 x 1024)). 18

19 O modelo mostrado abaixo, já demonstrado, mostra todos os componentes do sistema ligados no mesmo barramento, apesar de simples, prático de implementar e barato, é altamente ineficaz e, por isso, não é usado em sistemas reais. 19

20 Nos sistemas de computação de arquitetura correta temos: 1. Dispositivos muito rápidos (processador e memória), usando um barramento específico (conhecido como Barramento do Sistema ou System Bus); 2. Dispositivos de E/S rápidos, como: Disco rígido; Placas de rede local (LAN); Modems velozes; Outros componentes usando um barramento apropriado ao tipo de dispositivos (um exemplo atual é do barramento PCI); 3. Um barramento específico para dispositivos lentos, como teclado, mouse, porta paralela etc. 20

21 O SISTEMA DE COMPUTAÇÃO Arquitetura Correta Arquitetura de sistema de computação, com três barramentos, com um dispositivo de conexão chamado Ponte (Bridge) Chipset, que realiza a sincronização e a transferência. 21

22 Trabalho Estruturado - SIA Aluno Será disponibilizado através do SIA aluno uma relação entre 10 e 15 perguntas referentes ao conteúdo apresentado, até este slide. Algumas perguntas são do material didático, outras foram formuladas pelo professor. Algumas poderão cair em AV1 ou AV3. Trabalho Individual - valor 2,0 pontos Data limite de entrega, até 26/09/

23 Aulas de Apoio Estarão disponibilizadas nos descritos a baixo para downloads os arquivos nos formatos: PowerPoints ou Word das aulas. Alguns estarão disponíveis para impressão, outros, somente para leitura, mas não para edição. Em alguns casos em que se fizer necessário a impressão, o professor estará liberando para um melhor desenvolvimento dos trabalhos a ser solicitados. Sites do professor: Contato: celso.candido@estacio.br 23

24 FIM 24

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