FUNDAMENTOS E ARQUITETURA DE COMPUTADORES. TÁSSIO JOSÉ GONÇALVES GOMES

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1 FUNDAMENTOS E ARQUITETURA DE COMPUTADORES TÁSSIO JOSÉ GONÇALVES GOMES tassiogoncalvesg@gmail.com

2 APRESENTAÇÃO TÁSSIO JOSÉ GONÇALVES GOMES Mestrando em Informática pela UFAL Especialista em Informática e Comunicação na Educação Bacharel em Sistemas de Informação pela UFAL, Professor Tutor EaD da UFAL no curso de Sistemas de Informação Técnico em Laboratório de Informática do IFBA - Câmpus de Paulo Afonso. Professor no CETEP-Itaparica GDG Paulo Afonso - Organizer FUNDAMENTOS E ARQUITETURA DE COMPUTADORES CETEPI-I TÁSSIO GONÇALVES - TASSIOGONCALVES.COM.BR 2

3 EMENTA Estudos fundamentais das partes físicas e lógicas dos computadores: hardware e software. Os componentes e as unidades básicas de um computador: conceitos e funções. Conceitos de manutenção e montagem de um microcomputador. Atividades práticas em laboratórios. Arquitetura de memória e os dispositivos de entrada e saída. FUNDAMENTOS E ARQUITETURA DE COMPUTADORES CETEPI-I TÁSSIO GONÇALVES - TASSIOGONCALVES.COM.BR 3

4 AVALIAÇÃO ATIVIDADE NOTAS TRABALHOS 60% PROVA 40% TOTAL 100% * PARA CADA ETAPA FUNDAMENTOS E ARQUITETURA DE COMPUTADORES CETEPI-I TÁSSIO GONÇALVES - TASSIOGONCALVES.COM.BR 4

5 AVALIAÇÃO EXEMPLO ATIVIDADE NOTAS TRABALHOS (( )/3) * 0,6 = 6,0 PROVA 10 * 0,4 = 4,0 TOTAL 10,0 * PARA CADA ETAPA FUNDAMENTOS E ARQUITETURA DE COMPUTADORES CETEPI-I TÁSSIO GONÇALVES - TASSIOGONCALVES.COM.BR 5

6 INTRODUÇÃO Informática: ciência do tratamento automático das informações A crescente evolução na área de Informática possibilitou um avanço das atividades relacionadas a esta área na quase totalidade das atividades humanas, iniciando pelas Engenharias e atingindo os mais diversos setores. Por isso, é primordial que os profissionais desenvolvam um conhecimento da tecnologia de informática que seja útil na solução dos problemas relacionados com o seu eixo profissional FUNDAMENTOS E ARQUITETURA DE COMPUTADORES CETEPI-I TÁSSIO GONÇALVES - TASSIOGONCALVES.COM.BR 6

7 INTRODUÇÃO Computador: máquina composta de um conjunto de partes eletrônicas e eletromecânicas capaz de receber, armazenar, tratar e produzir informações de forma automática, com grande rapidez e precisão É um instrumento para agilizar o tratamento da informação, e não como seu objetivo final Qual foi o primeiro computador do Mundo? Em que ano surgiu? Quem foi o seu criador? FUNDAMENTOS E ARQUITETURA DE COMPUTADORES CETEPI-I TÁSSIO GONÇALVES - TASSIOGONCALVES.COM.BR 7

8 1ª GERAÇÃO ( ) Um grande número de projetos foram implementados, baseados na utilização de relés e válvulas eletrônicas. Em relação às máquinas mecânicas, apresentavam maior velocidade e capacidade de processamento contínuo, com poucos erros de cálculo e pequeno tempo de manutenção. No entanto, quebravam após não muitas horas de uso, tinham o custo elevado, pouca confiabilidade e usavam quilômetros de fios. FUNDAMENTOS E ARQUITETURA DE COMPUTADORES CETEPI-I TÁSSIO GONÇALVES - TASSIOGONCALVES.COM.BR 8

9 1ª GERAÇÃO ( ) Mark I (computador eletromecânico Harvard / IBM) ENIAC (primeiro grande computador eletrônico) Von Neumann (arquitetura lógica e conceitos binários) 1951 Univac I (primeiro computador produzido comercialmente) FUNDAMENTOS E ARQUITETURA DE COMPUTADORES CETEPI-I TÁSSIO GONÇALVES - TASSIOGONCALVES.COM.BR 9

10 2ª GERAÇÃO ( ) Projetos foram implementados, baseados na utilização de transistores. Computadores menores, mais baratos, consumiam menos energia, possuíam maior confiabilidade, eram mais rápidos (a velocidade passou para milionésimos de segundos) e eliminavam quase que por completo o problema do desprendimento de calor, característico da 2ª geração. FUNDAMENTOS E ARQUITETURA DE COMPUTADORES CETEPI-I TÁSSIO GONÇALVES - TASSIOGONCALVES.COM.BR 10

11 3ª GERAÇÃO ( ) Uso de nova tecnologia: os circuitos integrados (CIs), sendo a inituarização de válvulas e transistores em um única pastilha de silício: o chip. O uso de CIs permitiu o surgimento de computadores de menores dimensões, mais rápidos e menos caros, com baixíssimo consumo de energia e mais confiáveis A velocidade passou a ser medida em bilionésimo de segundos e a memória passou a ter uma capacidade de 128k FUNDAMENTOS E ARQUITETURA DE COMPUTADORES CETEPI-I TÁSSIO GONÇALVES - TASSIOGONCALVES.COM.BR 11

12 4ª GERAÇÃO (1980 -?) O número de transistores podendo ser integrados numa pastilha de silício atingiu a faixa dos milhares e, logo em seguida, dos milhões. Microprocessadores CI- VLSI (Very Large Scale of Integration). Surgiram os novos computadores, ainda menores, mais velozes (passando a atingir trilionésimos de segundos) e mais poderosos. A memória alcançou, inicialmente 1M e não parou de aumentar. Surgiu o microcomputador e a era da informática pessoal. FUNDAMENTOS E ARQUITETURA DE COMPUTADORES CETEPI-I TÁSSIO GONÇALVES - TASSIOGONCALVES.COM.BR 12

13 4ª GERAÇÃO (1980 -?) Nasceu a empresa INTEL que começou a desenvolver o primeiro microprocessador, o Intel 4004 (equivalente ao ENIAC) Surgem os supercomputadores: Usados em laboratórios e centros de pesquisa aeroespaciais, empresas de altíssima tecnologia, previsão do tempo e a produção de efeitos e imagens computadorizadas de alta qualidade. FUNDAMENTOS E ARQUITETURA DE COMPUTADORES CETEPI-I TÁSSIO GONÇALVES - TASSIOGONCALVES.COM.BR 13

14 ANEXOS FUNDAMENTOS E ARQUITETURA DE COMPUTADORES CETEPI-I TÁSSIO GONÇALVES - TASSIOGONCALVES.COM.BR 14

15 HARDWARE FUNDAMENTOS E ARQUITETURA DE COMPUTADORES CETEPI-I TÁSSIO GONÇALVES - TASSIOGONCALVES.COM.BR 15

16 HARDWARE É toda parte física do computador. CPU Memórias Dispositivos periféricos Unidades de armazenamento FUNDAMENTOS E ARQUITETURA DE COMPUTADORES CETEPI-I TÁSSIO GONÇALVES - TASSIOGONCALVES.COM.BR 16

17 DISPOSITIVOS PERIFÉRICOS Dispositivos utilizados para entrar ou visualizar dados do computador. São classificados em dispositivos de entrada, dispositivos de saída e dispositivos de entrada e saída. FUNDAMENTOS E ARQUITETURA DE COMPUTADORES CETEPI-I TÁSSIO GONÇALVES - TASSIOGONCALVES.COM.BR 17

18 DISPOSITIVOS DE ENTRADA Dispositivos que o usuário entra com dados no computador. FUNDAMENTOS E ARQUITETURA DE COMPUTADORES CETEPI-I TÁSSIO GONÇALVES - TASSIOGONCALVES.COM.BR 18

19 DISPOSITIVOS DE SAÍDA Dispositivos que o usuário recebe dados do computador. FUNDAMENTOS E ARQUITETURA DE COMPUTADORES CETEPI-I TÁSSIO GONÇALVES - TASSIOGONCALVES.COM.BR 19

20 DISPOSITIVOS DE ENTRADA/SAÍDA Podem entrar ou receber dados pelo mesmo dispositivo. FUNDAMENTOS E ARQUITETURA DE COMPUTADORES CETEPI-I TÁSSIO GONÇALVES - TASSIOGONCALVES.COM.BR 20

21 UNIDADES DE ARMAZENAMENTO Dispositivos capazes de armazenar dados FUNDAMENTOS E ARQUITETURA DE COMPUTADORES CETEPI-I TÁSSIO GONÇALVES - TASSIOGONCALVES.COM.BR 21

22 TABELA DE ARMAZENAMENTO FUNDAMENTOS E ARQUITETURA DE COMPUTADORES CETEPI-I TÁSSIO GONÇALVES - TASSIOGONCALVES.COM.BR 22

23 COMPONENTES DE HARDWARE PLACA MÃE FONTE DE ALIMENTAÇÃO CPU MEMÓRIA RAM HD FUNDAMENTOS E ARQUITETURA DE COMPUTADORES CETEPI-I TÁSSIO GONÇALVES - TASSIOGONCALVES.COM.BR 23

24 A MOTHERBOARD (PLACA MÃE) A motherboard pode ser comparada ao sistema nervoso do corpo humano. É através desta que é transferida toda a informação entre todos os outros componentes, e é por essa razão que é essencial ter uma motherboard de alta qualidade para obter um bom desempenho geral do computador. É neste componente que se encontram as interfaces de ligação para os outros componentes, como as portas PCI, USB, HDMI, etc. FUNDAMENTOS E ARQUITETURA DE COMPUTADORES CETEPI-I TÁSSIO GONÇALVES - TASSIOGONCALVES.COM.BR 24

25 PLACA MÃE FUNDAMENTOS E ARQUITETURA DE COMPUTADORES CETEPI-I TÁSSIO GONÇALVES - TASSIOGONCALVES.COM.BR 25

26 FONTE DE ALIMENTAÇÃO É a unidade que fornece a energia elétrica necessária aos restantes componentes. A esta se liga a placa mãe e as unidades de leitura. FUNDAMENTOS E ARQUITETURA DE COMPUTADORES CETEPI-I TÁSSIO GONÇALVES - TASSIOGONCALVES.COM.BR 26

27 ESQUEMA DA FONTE FUNDAMENTOS E ARQUITETURA DE COMPUTADORES CETEPI-I TÁSSIO GONÇALVES - TASSIOGONCALVES.COM.BR 27

28 CPU - PROCESSADOR O Processador ou CPU (Unidade Central de Processamento), este componente faz exatamente aquilo que o nome indica, ou seja, é a unidade de controle que processa todas(*) as instruções/cálculos do computador. A velocidade de um processador é um fator determinante para a velocidade de um computador, sendo indicada em MHz ou GHz (por exemplo, 3 GHz correspondem a 3,000 MHz). Devido às elevadas temperaturas que atinge vem acompanhado por um ventilador (cooler). FUNDAMENTOS E ARQUITETURA DE COMPUTADORES CETEPI-I TÁSSIO GONÇALVES - TASSIOGONCALVES.COM.BR 28

29 MEMÓRIA RAM É uma unidade volátil de armazenamento de dados, que guarda os dados e código das aplicações ativas. Vulgarmente designada por RAM (Random Access Memory) quando esta memória é esgotada o computador utiliza o disco, que tem tempos de acesso e de transferência muito maiores, logo, quanto mais memória, menos utilizado é o disco e portanto melhor a prestação do computador. Todos os programas têm de ser executados através da RAM antes de poderem ser usados. A capacidade deste componente é expressa em Megabytes (MB). FUNDAMENTOS E ARQUITETURA DE COMPUTADORES CETEPI-I TÁSSIO GONÇALVES - TASSIOGONCALVES.COM.BR 29

30 HD HARD DISK É uma unidade de armazenamento de dados com elevada capacidade. Aqui são armazenadas aplicações e dados permanentes. A capacidade de um disco aparece medida em Gigabytes (1 GB = 1,024 Megabytes). Podem ser instalados vários discos, ou, pode um só disco conter várias partições. Existem soluções internas e externas. FUNDAMENTOS E ARQUITETURA DE COMPUTADORES CETEPI-I TÁSSIO GONÇALVES - TASSIOGONCALVES.COM.BR 30

31 HD HARD DISK FUNDAMENTOS E ARQUITETURA DE COMPUTADORES CETEPI-I TÁSSIO GONÇALVES - TASSIOGONCALVES.COM.BR 31

32 SSD - SOLID-STATE DRIVE SSD (sigla do inglês solid-state drive) ou unidade de estado sólido é um tipo de dispositivo, sem partes móveis, para armazenamento não volátil de dados digitais. São, tipicamente, construídos em torno de um circuito integrado semicondutor1, responsável pelo armazenamento, diferindo dos sistemas magnéticos (como os HDs e fitas LTO) ou óticos (discos como CDs e DVDs). Os dispositivos utilizam memória flash (estilo cartão de memória SD de câmeras digitais). FUNDAMENTOS E ARQUITETURA DE COMPUTADORES CETEPI-I TÁSSIO GONÇALVES - TASSIOGONCALVES.COM.BR 32

33 FUNCIONAMENTO DO COMPUTADOR FUNDAMENTOS E ARQUITETURA DE COMPUTADORES CETEPI-I TÁSSIO GONÇALVES - TASSIOGONCALVES.COM.BR 33

34 SOFTWARE FUNDAMENTOS E ARQUITETURA DE COMPUTADORES CETEPI-I TÁSSIO GONÇALVES - TASSIOGONCALVES.COM.BR 34

35 SOFTWARE É a parte lógica do computador. São programas de computador. Ferramentas (mecanismos) pelas quais exploramos os recursos do hardware; executamos determinadas tarefas; resolvemos problemas; interagimos com a máquina; tornamos o computador operacional. Instruções (programas de computador) que, quando executadas, produzem a função e o desempenho desejados. FUNDAMENTOS E ARQUITETURA DE COMPUTADORES CETEPI-I TÁSSIO GONÇALVES - TASSIOGONCALVES.COM.BR 35

36 O QUE É SOFTWARE? DEFINIÇÃO CLÁSSICA Software é uma sentença escrita em uma linguagem computável, para a qual existe uma máquina (computável) capaz de interpretá-la. A sentença (o software) é composta por uma sequência de instruções (comandos) e declarações de dados, armazenável em meio digital. Ao interpretar o software, a máquina computável é direcionada à realização de tarefas especificamente planejadas, para as quais o software foi projetado. FUNDAMENTOS E ARQUITETURA DE COMPUTADORES CETEPI-I TÁSSIO GONÇALVES - TASSIOGONCALVES.COM.BR 36

37 CLASSIFICAÇÃO SOFTWARES BÁSICOS APLICATIVOS UTILITÁRIOS JOGOS FUNDAMENTOS E ARQUITETURA DE COMPUTADORES CETEPI-I TÁSSIO GONÇALVES - TASSIOGONCALVES.COM.BR 37

38 SOFTWARES BÁSICOS Todo o programa que é necessário ao funcionamento de um Computador. Permite ao usuário interagir com o computador e seus periféricos. Exs: Sistema operacional - SO É o mais importante Drivers de dispositivos Firmwares FUNDAMENTOS E ARQUITETURA DE COMPUTADORES CETEPI-I TÁSSIO GONÇALVES - TASSIOGONCALVES.COM.BR 38

39 SOFTWARES BÁSICOS DRIVER DE DISPOSITIVO Programa ou rotina que permite ao sistema operacional acessar (gerenciar) um dispositivo de entrada ou saída ou um outro periférico. O driver funciona como uma espécie de tradutor entre o dispositivo, uma placa de vídeo por exemplo, e o sistema operacional ou programas que o estejam utilizando. Em geral existe uma versão diferente do driver para cada sistema operacional. FUNDAMENTOS E ARQUITETURA DE COMPUTADORES CETEPI-I TÁSSIO GONÇALVES - TASSIOGONCALVES.COM.BR 39

40 SOFTWARES BÁSICOS FIRMWARES Software que controla diretamente o dispositivo. Ex: Bios, softwares que vem gravados em alguns dispositivos eletrônicos (IPOD, microondas). FUNDAMENTOS E ARQUITETURA DE COMPUTADORES CETEPI-I TÁSSIO GONÇALVES - TASSIOGONCALVES.COM.BR 40

41 SOFTWARE UTILITÁRIO Softwares relacionados à manutenção do computador e de seus dispositivos, como desfragmentadores de disco, softwares de backup, antivírus, etc. Ex: Softwares de backup (SOS Backup, Backup do Windows, ArcServer,...) Diagnóstico de disco rígido (Scandisk) Desfragmentadores de disco (Defrag, SpeedDisk,...) Anti-vírus (AVG, Norton, Mcafeee, AVAST...) Compactadores (WinZip, WinRar, FlZip,...) FUNDAMENTOS E ARQUITETURA DE COMPUTADORES CETEPI-I TÁSSIO GONÇALVES - TASSIOGONCALVES.COM.BR 41

42 SOFTWARE APLICATIVO São aqueles que servem diretamente ao usuário. Permitem-no executar uma ou mais tarefas específicas. Ex: Sistema de Folha de Pagamento; Sistema de Contabilidade; Editores de texto (Word, Writer do BR Office,...) Planilhas eletrônicas (Excel, Calc do BR Office,...) Software de edição de imagens (Paint, Photoshop,...) Software Estatístico (SAS, S-PLUS, SPSS,...) Sistemas de Informações Gerenciais FUNDAMENTOS E ARQUITETURA DE COMPUTADORES CETEPI-I TÁSSIO GONÇALVES - TASSIOGONCALVES.COM.BR 42

43 SISTEMA OPERACIONAL S.O É o software responsável por gerenciar e disponibilizar para o usuário os recursos da máquina e seus periféricos, permitindo que o equipamento torne-se operável. Atua como intermediário entre o usuário e o hardware. Funções básicas Gerenciamento dos recursos de hardware (processador, memória,...) e software (windows explorer,...) Interface com o usuário Gerenciamento de dispositivos de E/S Interface para execução das aplicações FUNDAMENTOS E ARQUITETURA DE COMPUTADORES CETEPI-I TÁSSIO GONÇALVES - TASSIOGONCALVES.COM.BR 43

44 O QUE É SOFTWARE LIVRE? Software livre é um programa que pode ser definido em função de 4 liberdades: A liberdade de executar o programa, seja qual for o motivo da utilização. A liberdade de estudar como o programa funciona, e adaptá-lo às suas necessidades. A liberdade de redistribuir cópias, com o intuito de ajudar o próximo ou de lucrar. A liberdade de melhorar o programa, e poder redistribuir sua versão melhorada de forma que todos na comunidade se beneficiem dela. FUNDAMENTOS E ARQUITETURA DE COMPUTADORES CETEPI-I TÁSSIO GONÇALVES - TASSIOGONCALVES.COM.BR 44

45 EXERCÍCIO Diferencie Hardware e Software. 2. O que é computador? 3. Qual foi o primeiro computador? 4. Cite 3 exemplos de dispositivos de entrada. 5. Cite 3 exemplos de dispositivos de saída. 6. Cite 3 exemplos de dispositivos de entrada e saída. 7. Como se classifica os softwares? 8. O que é o Sistema Operacional? 9. Cite 2 ex de SO FUNDAMENTOS E ARQUITETURA DE COMPUTADORES CETEPI-I TÁSSIO GONÇALVES - TASSIOGONCALVES.COM.BR 45