Introdução à Computação

Transcrição

1 Universidade Federal do Maranhão Departamento de Informática Introdução à Computação Profa. Msc. Maria Auxiliadora Freire Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 1

2 Introdução à Computação Química EMENTA Conceitos básicos de computadores.sistemas de numeração.tipos de Linguagens de FORTRAN. Declarações de Entrada. Declarações de Controle. Diagramas de Blocos. Comando "DO". Variáveis subscritas ou indexadas. Cálculo Matricial em FORTRAN. Introdução aos Sistemas Lineares Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 2

3 Introdução à Computação Química Programa 1. CONCEITOS BÁSICOS DE COMPUTAÇÃO Informação e Dados O Processamento de dados Esquema do computador Unidades do Sistema 2. SISTEMAS DE NUMERAÇÃO Bases Mudanças de Dados Aritmética binária e Hexadecimal Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 3

4 Introdução à Computação Química Programa 3. TIPOS DE LINGUAGEM Absoluta, simbólica e Automática O FORTRAN O Compilador Lógica de Programação Técnica Básica de Programação Português Estruturado 4. LINGUAGEM FORTRAN Caracteres - Normas e variáveis Expressðes Aritméticas Tipos de expressðes Funçðes internas Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 4

5 Introdução à Computação Química Programa 5. DECLARAÇÕES DE FORTRAN Aritmética Entrada e Saída 5.3 Controle 6. ESTRUTURA DE CONTROLE / REPETIÇÃO Regra Geral Comando DO Comando CONTINUE Comando IF 7. VARIÁVEIS INDEXADAS Conceito Índice (tipos) Leitura e Impressão de Matrizes 7.4 Adição / Multiplicação Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 5

6 Introdução à Computação Química Programa 8. MODULARIZAÇÃO Funções Função Declaração Função Sub-programa Declaração Return Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 6

7 Introdução à Computação Química Bibliografia Básica: CAPRON H. L. & J. A. Johnson. Introdução à Informática Ed. PRENTICE-HALL PACIT I. Tercio. Fortrans - Monitor - Princípios. Rio de Janeiro. DIAS SOUZA, Donald de. Programação Fortran. Rio de Janeiro. MEIRELLES, Fernando de Souza - Informática - Novas Aplicações com Microcomputadores Editora - Mcgraw Hill. VELLOSO, Fernando de Castro - Informática - Conceitos Básicos. Editora - Campus - Rio de Janeiro Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 7

8 Introdução à Computação Física / Química Bibliografia Complementar: Pacit I ATKINSON, Cyril. Programação e Métodos Computacionais. Rio de Janeiro. FORSTHG, Alexandre I. Ciência dos Computadores. Rio de Janeiro. MANZANO, José Augusto - Algorítmos - Lógica para Desenvolvimento de Programação. Editora - Érica FORBELLONE, André Luiz - Frederico, Henri. Lógica de Programação. Editora - Makron Books. Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 8

9 Universidade Federal do Maranhão Departamento de Informática HARDWARE PARTE 1 Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 9

10 Introdução à Computação Binômio Informação x Comunicação Sociedade Moderna Informação Comunicação Poder Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 10

11 Sociedade Baseada em Computadores Bases tradicionais da economia: Terra Trabalho Capital Novo elemento econômico: Informação Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 11

12 O Que é Conhecimento de Informática? Consciência Tornar-se consciente da importância, versatilidade e difusão dos computadores em nossa sociedade Conhecimento Aprender o que são computadores e como eles funcionam. Aprender certos jargões técnicos Interação Saber como usar os computadores para algumas aplicações simples Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 12

13 Introdução à Computação O que é COMPUTAÇÃO? DADOS PROCESSAMENTO RESULTADOS O que é INFORMÁTICA? INFOR mação automática Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 13

14 Introdução à Computação O que é um Computador? É uma máquina constituída por uma série de componentes e circuitos eletrônicos, capaz de receber, armazenar processar e transmitir informações. Máquina programável, capaz de realizar uma grande variedade de tarefas, seguindo uma seqüência de comandos, de acordo com o que for especificado. O Computador não faz absolutamente nada sem que lhe seja ordenado fazer. Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 14

15 Introdução à Computação O que é um Sistema Computacional? Integração de componentes atuando como uma entidade, com o propósito de processar dados, i.e., realizar algum tipo de operação aritmética/ lógica envolvendo os dados, de modo a produzir diferentes níveis de informações. Componentes: Peopleware (pessoas), Hardware, Software. Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 15

16 Introdução à Computação Peopleware (pessoas) Componente humana de um sistema de computação, i.e. indivíduos que utilizam o computador como ferramenta. (Programador de computador: escreve software). Hardware Componente física de um sistema de computação, i.e. todos os equipamentos utilizados pelo usuário nas ações de entrada, processamento, armazenamento e saída de dados. Software Componente lógica de um sistema de computação, i.e. séries de instruções que fazem o computador funcionar (programas de computador). Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 16

17 Introdução à Computação Uso dos computadores Negócios Medicina e saúde pública Educação Arqueologia Engenharia Manufatura Direito Política Uso doméstico Entretenimento Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 17

18 Benefícios dos Computadores Produtividade - Funcionários usam seus computadores para executar suas tarefas mais rápido e melhor. - Muitos processos podem ser controlados mais eficientemente por meio dos computadores. Tomada de decisões - Ajuda os tomadores de decisões a identificar fatores financeiros, geográficos e logísticos. Redução de custos - Ajuda a reduzir os custos de mão-de-obra, energia e papelada. Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 18

19 Classificação dos computadores Computadores pessoais Computadores de rede Computadores manuais (handheld) Computadores midrange Mainframes Supercomputadores Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 19

20 Sistema de Computador Pessoal Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 20

21 Computadores Pessoais Computadores de mesa: Também conhecidos como PCs, microcomputadores, ou computadores domésticos. Divididos em três categorias: Computadores de segunda linha (low-end). Adequados para usuários domésticos, para processamento de texto, jogos simples e acesso à Internet. Computadores pessoais com plena capacidade. Bons para acentuado uso de gráficos, programação ou jogos baseados em ação Estações de trabalho. Computadores de primeiríssima linha usados por engenheiros, operadores financeiros e designers gráficos. Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 21

22 Computadores Pessoais Computador de rede: Unidade central de processamento e memória mínima. Projetado para ser usado em uma rede - Às vezes chamado de cliente magro (thin client) Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 22

23 Computadores Notebook Computadores pequenos e leves. Suas capacidades se comparam às dos computadores de mesa: Processamento e memória similares. A maioria tem disco rígido e uma unidade de disquete ou CD-ROM. Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 23

24 Computadores Manuais (Handheld) Assistente Digital Pessoal Personal Digital Assistant (PDA): Controla a agenda de compromissos, contatos etc. Aceita entrada por meio de um estilo manual. PC de Bolso (Pocket PC): Oferece as capacidades existentes nos PDAs, além da capacidade de rodar versões reduzidas de software, como, por exemplo, processador de texto e planilhas eletrônicas. Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 24

25 Computadores Midrange Computadores multiusuário projetados para suprir as necessidades de organizações de porte médio. Centenas ou milhares de usuários conectados. Usados para controle de estoques, entrada de pedidos e outras aplicações da companhia como um todo. Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 25

26 Mainframes Computadores muito grandes e potentes: Capazes de processar bilhões de instruções por segundo. Capazes de manipular bilhões de caracteres de dados. Freqüentemente usados para aplicações com muitos usuários: Sistemas de reservas de passagens aéreas. Grandes estabelecimentos de vendas por encomenda postal. Servidores de . Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 26

27 Supercomputadores Os computadores mais rápidos e mais poderosos, capazes de processar trilhões de instruções por segundo. Usados para aplicações muito sofisticadas que requerem gigantescas manipulações de dados: Previsão do tempo. Pesquisa de armamentos. Efeitos especiais para cinema. Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 27

28 Redes de Computadores Rede: um sistema que usa equipamentos de comunicações para conectar computadores e seus recursos. Os usuários podem operar computadores independentemente. Rede Local (LAN) Os computadores pessoais de um escritório são interligados a fim de que os usuários possam se comunicar uns com os outros. Rede Remota (WAN) Tipicamente, consiste de um conjunto de nós interconectados Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 28

29 Redes sem Fio (Wireless Networks) Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 29

30 Redes sem Fio (Wireless Networks) Crescimento dos computadores móveis (notebooks, PDAs, etc.) => desejo de interconectá-los. A idéia não é nova. As atuais redes sem fio usam a mesma idéia básica do telégrafo por código morse (1901). Usos: Escritório portátil, Em ônibus, caminhões, táxis, etc, para manter contato com a casa/escritório, Militar. Guerras podem destruir os fios e com isso impossibilitar a comunicação. Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 30

31 Redes de Computadores roteador host LAN LAN LAN LAN WAN Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 31

32 A Internet O maior e mais bem desenvolvido sistema de rede. Conecta usuários do mundo inteiro. Não é realmente uma rede, mas, sim, uma coleção de milhares de redes. Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 32

33 Conectando-se Para acessar a Internet, é necessário conectar-se a um computador servidor. O servidor recebe, processa e transmite informações. Os computadores usam um padrão para se comunicarem. É necessário um provedor de serviços da Internet Internet Service Provider (ISP). Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 33

34 Provedores de Serviços (Internet Service Providers) O proprietário de um computador servidor: Cobra uma taxa de acesso à Internet. A taxa pode garantir acesso ilimitado ou basear-se na utilização do serviço. Constitui um meio para o usuário conectarse ao servidor. Uma vez conectado, você pode conectar-se à Internet e a todos os outros computadores servidores. Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 34

35 Navegando na Internet Iniciou-se pelo Departamento de Defesa dos EUA e suas instituições de pesquisa como um meio de compartilhar informações. As informações no começo eram somente texto. Os comandos para navegar eram obscuros. Agora, a Internet tem uma base muito mais visual. Use o navegador (browser) para explorar a Internet. A World Wide Web. Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 35

36 Universidade Federal do Maranhão Departamento de Informática HARDWARE PARTE 2 Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 36

37 Organização de Computadores Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 37

38 Hardware: Os Componentes Básicos de um Computador Quatro componentes principais: Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 38

39 O Processador e a Memória: Manipulação de Dados Processador Também chamado de unidade central de processamento (CPU). Consiste em circuitos elétricos: Interpreta e executa instruções de programa. Comunica-se com os dispositivos de entrada, saída e armazenamento. Memória (armazenamento primário) Estreitamente relacionada com o processador, mas distinta dele. Provê armazenamento temporário (volátil). Os dados contidos na memória se perdem se a energia cair ou se o programa for fechado. Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 39

40 A Unidade de Sistema Abriga os componentes eletrônicos do sistema de computador: Placa-mãe (motherboard) Placa de circuitos plana que contém os circuitos do computador. A unidade central de processamento (microprocessador) é o componente mais importante. Dispositivos de armazenamento Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 40

41 A Unidade de Sistema Placa de circuitos plana que contém os circuitos do computador. A unidade central de processamento (microprocessador) é o componente mais importante. Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 41

42 Microprocessador Unidade central de processamento impressa em chip de silício. Contém dezenas de milhões de minúsculos transistores (Comutadores eletrônicos que podem permitir ou não a passagem de corrente elétrica). Componentes-chave: Unidade central de processamento. Registradores. Clock do sistema. Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 42

43 Tipos de Chips A Intel produz uma família de processadores: Processadores Core 2 na maioria dos PCs atuais (ano de 2010) Processadores Dual Core ou Atom vendidos para PCs ou Netbooks de baixo custo. Processadores Quad Core para estações de trabalho high-end e servidores de rede. Outros processadores: A Cyrix e a AMD produzem microprocessadores compatíveis com Intel. Chips PowerPC são usados principalmente em computadores Macintosh. O microprocessador Alpha, da Compaq, é usado em servidores high-end. Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 43

44 Unidade Central de Processamento Conjunto complexo de circuitos eletrônicos. Executa instruções de programa armazenadas. Duas partes: Unidade de controle Unidade aritmética e lógica (ALU) Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 44

45 Unidade de Controle Direciona o sistema do computador a executar instruções de programa armazenadas. Deve comunicar-se com a memória e com a ALU. Envia dados e instruções do armazenamento secundário para a memória, quando necessário. Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 45

46 Unidade Aritmética e Lógica Executa todas as operações aritméticas e lógicas. Operações aritméticas: Adição, subtração, multiplicação, divisão. Operações lógicas: Compara números, letras ou caracteres especiais. Testa uma de três condições: Condição de igualdade (igual a) Condição menor que Condição maior que Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 46

47 O Ciclo da Máquina O tempo necessário para recuperar, executar e armazenar uma operação. Componentes: Tempo de instrução (I-time) Tempo de execução O clock de sistema sincroniza as operações. Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 47

48 O Ciclo da Máquina Tempo de Instrução A unidade de controle recebe a instrução da memória e a coloca em um registro. A unidade de controle decodifica a instrução e determina qual é a localização na memória para os dados necessários. Tempo de Execução A unidade de controle transfere dados da memória para registros na ALU (A ALU executa instruções relativas aos dados). A unidade de controle armazena o resultado da operação na memória ou em um registro. Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 48

49 Como a CPU Executa Instruções Ciclo de máquina: a quantidade de tempo necessária para executar uma instrução. Cada CPU tem seu próprio conjunto de instruções. Computadores pessoais executam-nas em menos de um milionésimo de segundo. Supercomputadores executam-nas em menos de um trilionésimo de segundo. Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 49

50 Velocidades de Processamento dos Computadores As velocidades de instrução são medidas em segundos: Milissegundo: um milésimo de segundo. Microssegundo: um milionésimo de segundo. Nanossegundo: um bilionésimo de segundo. Picossegundo: um trilionésimo de segundo. Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 50

51 Pipelining Processamento Paralelo e Pipelining Uma variação do processamento serial tradicional. Processamento Paralelo Que usa múltiplos processadores simultaneamente Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 51

52 Pipelining Introduz uma nova instrução na CPU a cada etapa do ciclo de máquina. A instrução 2 é captada quando a instrução 1 é decodificada, em vez de esperar até que o ciclo se complete. Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 52

53 Processamento Paralelo O processador de controle divide o problema em partes: Cada parte é enviada a um processador distinto. Cada processador tem sua própria memória. O processador de controle monta os resultados. Alguns computadores que usam processamento paralelo operam em termos de teraflops: trilhões de instruções com ponto flutuante por segundo. Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 53

54 A CPU e a Memória A CPU não pode processar dados diretamente do disco ou de um dispositivo de entrada: Primeiramente, eles devem residir na memória. A unidade de controle recupera dados do disco e transfere-os para a memória. Itens enviados à CPU para ser processados: A unidade de controle envia itens à CPU e depois os envia novamente à memória após serem processados. Dados e instruções permanecem na memória até serem enviados a um dispositivo de saída ou armazenamento, ou o programa ser fechado. Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 54

55 Armazenamento de Dados e a CPU Dois tipos de armazenamento: Armazenamento primário (memória): Armazena dados temporariamente. A CPU referencia-o tanto para obtenção de instruções de programa como de dados. Armazenamento secundário: Armazenamento de longo prazo. Armazenado em mídia externa; por exemplo, um disco. Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 55

56 Áreas de Armazenamento Temporário Registradores Memória RAM Memória cache Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 56

57 Registradores Áreas de armazenamento temporário de alta velocidade. Localizações de armazenamento situadas dentro da CPU. Funcionam sob direção da unidade de controle: Recebem, guardam e transferem instruções ou dados. Controlam onde a próxima instrução a ser executada ou os dados necessários serão armazenados. Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 57

58 Memória Também conhecida como armazenamento primário e memória principal. Freqüentemente expressa como memória de acesso aleatório (RAM). Não faz parte da CPU. Retém dados e instruções para serem processados. Armazena informações somente enquanto o programa está em operação. Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 58

59 Endereços de Memória Cada localização de memória tem um endereço: Um número único, como em uma caixa postal. Pode conter somente uma instrução ou peça de dados: Quando dados são reescritos na memória, o conteúdo anterior desse endereço é destruído. Referenciado pelo número: As linguagens de programação usam um endereço simbólico (nomeado), tal como Horas ou Salário. Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 59

60 Representação de Dados Os computadores entendem duas coisas: ligado e desligado. Dados são representados na forma binária: Sistema numérico binário (base 2). Contém somente 2 dígitos: 0 e 1. Corresponde a dois estados: ligado e desligado. Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 60

61 Representando Dados Bit Abreviação de binary digit (dígito binário). Dois valores possíveis:» 0 e 1 (Nunca pode estar vazio). Unidade básica para armazenar dados:» (0 significa desligado; 1 significa ligado. Byte Um grupo de 8 bits.» Cada byte tem 256 (2 8 ) valores possíveis. Para texto, armazena um caractere:» Pode ser letra, dígito ou caractere especial. Dispositivos de memória e armazenamento são medidos em número de bytes Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 61

62 Capacidades de Armazenamento Kilobyte: 1024 (2 10 ) bytes. Capacidade de memória dos computadores pessoais mais antigos. Megabyte: aproximadamente, um milhão (2 20 ) de bytes. Memória de computadores pessoais. Dispositivos de armazenamento portáteis (disquetes, CD-ROMs). Gigabyte: aproximadamente, um bilhão (2 30 ) de bytes. Dispositivos de armazenamento (discos rígidos). Memória de mainframes e servidores de rede. Terabyte: aproximadamente, um trilhão (2 40 ) de bytes. Dispositivos de armazenamento para sistemas muito grandes. Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 62

63 Componentes da Memória Memória semicondutora RAM - Memória de Acesso Aleatório Random- Access Memory ROM - Memória Somente de Leitura Read- Only Memory Memória Flash Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 63

64 Memória Semicondutora Usada pela maioria dos computadores modernos: Confiável, barata e compacta. Volátil: exige corrente elétrica contínua. Se a corrente for interrompida, os dados se perdem. Semicondutor Complementar de Óxido de Metal Complementary Metal Oxide Semiconductor (CMOS). Retém informação quando a energia é desligada. Usado para armazenar informações necessárias quando o computador é inicializado. Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 64

65 Memória de Acesso Aleatório RAM Dados podem ser acessados aleatoriamente: O endereço de memória 10 pode ser acessado tão rapidamente quanto o endereço de memória Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 65

66 Memória Somente de Leitura ROM Contém programas e dados registrados permanentemente na memória pela fábrica. Não pode ser alterada pelo usuário. Não-volátil: o conteúdo não desaparecerá quando houver queda de energia. Chips de ROM programáveis (PROM): Algumas instruções no chip podem ser alteradas. Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 66

67 Memória Flash RAM não-volátil Usada em telefones celulares, câmeras digitais e computadores manuais (handheld). Os chips de memória flash assemelham-se aos cartões de crédito. Menores do que uma unidade de disco e requerem menos energia. Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 67

68 Memória Cache Uma área de armazenamento temporário: Agiliza a transferência de dados dentro do computador. Um pequeno bloco de memória de alta velocidade: Armazena os dados e as instruções usados com mais freqüência e mais recentemente. O microprocessador procura primeiramente na cache os dados de que necessita: Transferidos da cache muito mais rapidamente do que da memória. Se não estiverem na cache, a unidade de controle recupera-os da memória. Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 68

69 Cache de Processador Cache interna (Nível 1) embutida no microprocessador. Acesso mais rápido, porém custo mais elevado. Cache externa (Nível 2) em um chip separado. Incorporada ao processador e alguns microprocessadores atuais. Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 69

70 Universidade Federal do Maranhão Departamento de Informática HARDWARE PARTE 3 Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 70

71 Entrada e Saída: A Conexão do Usuário Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 71

72 Como os Usuários Vêem a Entrada e a Saída Usuários submetem dados (entrada) ao computador para obter informação processada (saída). A saída pode ser uma reação instantânea à entrada. Também pode estar separada pelo tempo, distância, ou ambos. Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 72

73 Reação Instantânea Itens escaneados no supermercado: Exibe o nome e o preço do item na caixa registradora. O operador de empilhadeiras fala ao computador: A empilhadeira obedece aos comandos do operador. Representantes de vendas introduzem um pedido em um bloco de notas. Caracteres exibidos como texto digitado são armazenados no bloco de notas. Trabalhadores de fábrica perfuram um marcador de tempo à medida que avançam de tarefa a tarefa. Produz contracheques semanais e relatórios administrativos. Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 73

74 Entrada e Saída Separadas Dados relativos a cheques são introduzidos em computadores de banco: O computador processa as entradas uma vez por mês para preparar extratos. Transações com cartão de débito provêem a entrada de dados: Processadas mensalmente para produzir faturas do cliente. Dados de amostras de água coletadas são introduzidos no computador: Usados para produzir relatórios que exibem padrões de qualidade da água. Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 74

75 Hardware Entrada e Saída A UCP não se comunica diretamente com cada dispositivo de E/S e sim com "interfaces", de forma a compatibilizar as diferentes características. O processo de comunicação ("protocolo") é feito através de transferência de informações de controle, endereços e dados propriamente ditos. Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 75

76 Interfaces Entrada e Saída Função: compatibilizar as diferentes características de um periférico e da UCP/MP, permitindo um fluxo correto de dados em uma velocidade adequada a ambos os elementos que estão sendo interconectados. Conhecidas por diversos nomes, dependendo do fabricante: Interface de E/S = Adaptador de Periférico, Controladora de E/S, Processador de Periférico, Canal de E/S. Compatibilização de velocidades - feita geralmente por programa, usando memórias ("buffers ) que armazenam as informações conforme vão chegando da UCP e as libera para o dispositivo à medida que este as pode receber. Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 76

77 Hardware Entrada e Saída De uma forma geral, a comunicação entre o núcleo do computador e os dispositivos de E/S poderia ser classificada em dois grupos: comunicação paralela comunicação serial Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 77

78 Hardware Entrada e Saída Comunicação paralela Grupos de bits são transferidos simultaneamente (em geral, byte a byte) através de diversas linhas condutoras dos sinais. A taxa de transferência de dados ("throughput") é alta. Deve ser usada para curtas distâncias. Adequada para dispositivos mais rápidos ou próximos do núcleo do computador: unidades de disco, CD-ROM, DVD, impressora, scanner. Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 78

79 Hardware Entrada e Saída Porta Paralela A porta paralela é uma interface de comunicação entre o computador e um periférico. Ex: Impressora, Scanner, Câmeras de vídeo Também pode-se conectar dois computadores através da porta paralela. Em um computador podem existir várias portas do tipo paralela. DOS/Windows - LPT1, LPT2,... Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 79

80 Hardware Entrada e Saída Comunicação serial Os bits são transferidos um a um, através de um único par condutor. Os bytes a serem transmitidos são serializados ("desmontados" bit a bit) e individualmente transmitidos. Na outra extremidade, os bits são contados e quando formam 8 bits, são remontados, reconstituindo os bytes originais. Controle mais simples e implementação mais barata. Adequada para dispositivos mais lentos: mouse, teclado ou para transmissão à longa distância: modem. Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 80

81 Hardware Entrada e Saída Porta Serial Transforma os bytes em uma seqüência de bits, que são transmitidos em uma única linha de comunicação (saída serial). Transforma também uma seqüência de bits recebidos. O DOS/Windows - COM1, COM2,... Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 81

82 Hardware Entrada e Saída Porta USB - Universal Serial Bus Permite a conexão de vários periféricos a uma única porta USB. Plug and Play Número máximo de conexões: 127 ligados seqüencialmente em um único conector. Alta velocidade de transmissão. Desempenho é, em média, dez vezes superior a uma porta serial comum, podendo também suprir a alimentação requerida pelo periférico. Todos os periféricos ali ligados utilizarão uma única interrupção e um único endereço. Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 82

83 Hardware Entrada e Saída Métodos para transmissão de caracteres através de uma linha de comunicação: Transmissão Síncrona Intervalo de tempo entre dois caracteres subseqüentes-fixo. Transmissão Assíncrona Intervalo de tempo entre os caracteres não é fixo. Também é conhecida como "start-stop". Taxa de eficiência de uma transmissão de dados: relação de número de bits úteis dividido pelo total de bits transmitidos. Método assíncrono: eficiência é menor que a no método síncrono (necessidade dos bits de start e stop). Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 83

84 Hardware Entrada e Saída Tipos de transmissão: Transmissão simplex Transmissão half-duplex Transmissão full-duplex Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 84

85 Entrada: O Que Entra Entrada: são os dados colocados no computador para serem processados. Teclado Gera sinais elétricos que são convertidos em caracteres Mouse Move-se sobre uma superfície plana. O movimento da esfera do mouse provoca o movimento correspondente de um ponteiro na tela. Scanner Lê letras, números e símbolos especiais Caneta óptica, leitora de código de barras freqüentemente usada em lojas. Scanners de mesa e de folhas soltas escaneiam imagens ou documentos impressos. Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 85

86 Entrada: Teclado Principal meio de entrada de dados Existem vários tipos de teclados com diferentes arranjos e quantidades de teclas. Estrutura básica: bloco principal de teclas de máquina de escrever, bloco numérico e de movimentação do cursor e bloco de teclas de função. Teclados ergonômicos. Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 86

87 Entrada: Teclado A codificação é feita em duas fases: 1ª fase: identificação da tecla e interpretação pelo software de controle do teclado (parte da BIOS) 2ª fase: conversão do código identificador da tecla para ASCII ou EBCDIC ASCII (acrônimo para American Standard Code for Information Interchange, que em português significa "Código Padrão Americano para o Intercâmbio de Informação utiliza 7 bits ( 128 caracteres) Extended Binary Coded Decimal Interchange Code (EBCDIC) utiliza 8 bits ( 256 caracteres) Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 87

88 Anatomia de um teclado Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 88

89 Entrada: Dispositivos Apontadores Usados para posicionar um ponteiro na tela. Comunicam comandos ao sistema operacional por meio de um clique em um botão. Dispositivos comuns: Mouse Dispositivos usados para jogos Dispositivos usados em laptops Outros dispositivos Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 89

90 Dispositivo Apontador: Mouse O dispositivo apontador mais comum: O movimento sobre uma superfície plana provoca um movimento do ponteiro na tela. Diversos tipos: Mecânicos uma pequena esfera na parte inferior rola quando o mouse é movimentado. Ópticos usa um feixe de luz para monitorar o movimento do mouse. Sem fio usa infravermelho ou ondas de rádio, em vez de um fio, para conectar-se ao computador. Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 90

91 Dispositivos Apontadores: Trackball e Joystick Trackball: Variação do mouse mecânico. O usuário rola a esfera direto com o dedo. Freqüentemente, incorporado a computadores laptop. Joystick: Alavanca curta com um pegador. A distância e a velocidade do movimento controlam a posição do ponteiro. Pressionar o gatilho faz com que as ações se desenvolvam. Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 91

92 Dispositivos Apontadores: Touchpad e Pointing Stick Touchpad: Superfície retangular sensível a pressão. Deslizar o dedo sobre a superfície faz o ponteiro se movimentar. Um toque com o dedo é reconhecido como um clique. Pointing stick (bastão apontador): Pequena haste sensível a pressão montada no centro do teclado. Empurrar a haste em qualquer direção provoca um movimento do ponteiro. Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 92

93 Outros Dispositivos Apontadores Mesa gráfica: O usuário movimenta uma caneta gráfica ou puck na superfície da prancha. Usada para criar ou traçar desenhos precisos. Telas sensíveis (Touch screen): Permite ao usuário tocar itens na tela. A posição do dedo na tela determina o item a ser introduzido no sistema. Usadas em quiosques em locais públicos, como shopping centers. Computação baseada em caneta: Usa um estilo similar a uma caneta eletrônica para introduzir dados. Muito usada em PDAs ou pocket PCs. Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 93

94 Automação da Fonte de Dados Uso de equipamento especial para coletar dados na origem. Áreas principais: Reconhecimento de caracteres em tinta magnética Magnetic-ink character recognition (MICR) Dispositivos de reconhecimento óptico Outras fontes Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 94

95 MICR Magnetic-Ink Character Recognition Usa uma máquina para ler caracteres impressos com partículas magnetizadas. A indústria bancária é a usuária predominante: Caracteres previamente impressos no canto inferior esquerdo do cheque. Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 95

96 Reconhecimento Óptico - Scanner Usa um feixe de luz para escanear dados e convertêlos em sinais elétricos. Tratamento de imagens de documentos converte documentos em papel para versões eletrônicas. Documentos armazenados em disco. Podem ser editados ou processados por software. Reconhecimento óptico de caracteres (OCR) software necessário para converter imagens em caracteres. Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 96

97 Outros Métodos de Reconhecimento Óptico Reconhecimento óptico de marcas: A máquina detecta marcas em uma folha de papel. Reconhecimento óptico de caracteres: A caneta óptica lê caracteres impressos com uma fonte especial. Códigos de barras: Uma série de marcas verticais. Representa um código único. O Universal Product Code (UPC) é usado como padrão em supermercados. Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 97

98 Outras Fontes: Entrada de Voz O usuário fala ao computador: Dispositivos de reconhecimento de fala convertem palavras faladas em dígitos binários. A maioria depende de um orador: O sistema aprende a voz do usuário. Tipos de sistemas: Sistemas de palavras descontínuas o usuário deve fazer uma pausa entre as palavras. Sistemas de palavras contínuas o usuário pode falar normalmente. Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 98

99 Outras Fontes: Entrada de Voz Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 99

100 Outras Fontes: Câmeras Digitais O usuário tira fotos que são armazenadas em um chip. A foto pode ser transferida para o computador: Use um software de edição de fotografias para aperfeiçoá-las. Armazene permanentemente em CDs ou DVDs. Fotos compostas de muitos pixels de cor. Fotos armazenadas em cartões de memória removíveis. Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 100

101 Outras Fontes: Entrada de Vídeo Videodigital consiste em uma seqüência de imagens fixas: Exibidas rapidamente para dar a impressão de movimento. Webcam usada para transmitir imagens de vídeo pela Internet. Pode captar vídeo de fontes analógicas com placa de captura de vídeo. Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 101

102 Saída: O Que Sai Saída: o resultado produzido pela CPU. Formas comuns de saída: texto, números, gráficos e sons. Dispositivos comuns de saída: Tela (monitor): pode exibir texto, números, fotografias e até mesmo vídeo, totalmente em cores. Impressora: produz relatórios impressos conforme as instruções de um programa. Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 102

103 Saída: Tela de Computadores A tela faz parte do monitor do computador: A saída de tela é conhecida como soft copy. Intangível e temporária. Formas comuns: Tubo de raios catódicos (CRT) Telas planas Monitores inteligentes Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 103

104 Dispositivos de SAÍDA: Tela CRT Monitor de Vídeo Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 104

105 Tela CRT: Fatores Que Afetam o Desempenho Taxa de varredura: A freqüência com que a imagem é renovada. Resolução (clareza) da tela: Medida em pixels (picture elements). Quanto mais pixels, mais elevada a resolução. Existem padrões gráficos: Super Video Graphics Adapter (SVGA) é o padrão mais comum: Apresenta 800 pixels (horizontais) x 600 (verticais) na tela. Densidade de pontos (Dot pitch). A quantidade de espaço entre os pontos. Quanto menor o dot pitch, mais nítida a imagem. Memória de vídeo Uma forma de RAM de alta velocidade instalada em placas gráficas. Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 105

106 Tipos de monitores Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 106

107 Telas Planas Monitor de cristal líquido (LCD): Originalmente usado em laptops, mas está ganhando espaço em computadores de mesa. Muito delgadas (somente algumas polegadas). Produzem texto e imagens mais nítidas do que as telas de CRT. Mais fácil para a visão do que as telas de CRT. Tecnologias de telas planas. Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 107

108 Tecnologias de LCD Matriz ativa: Usa muitos transistores thin-film (TFT). Produz imagens mais claras e pode ser vista de ângulos maiores. Matriz passiva: Usa um número menor de transistores. Mais barata e usa menos energia Plasma gasoso: Suporta telas muito grandes. Tem uma exibição de cores vívidas. Visualizável em ângulos grandes. Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 108

109 Monitores Inteligentes Baseados na tecnologia de telas planas. Cada um contém seu próprio processador. Um transmissor-receptor sem fio permite ao usuário controlar o computador desktop de qualquer lugar da casa. Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 109

110 Impressoras Produzem informação na forma de saída em papel. A saída impressa é conhecida como hard copy. Configurações de orientação: Retrato alinhamento vertical. Paisagem alinhamento horizontal. Duas maneiras de imprimir: Impressora de impacto. Impressora de não-impacto. Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 110

111 Impressoras de Impacto O contato físico com o papel é necessário para produzir imagens. Impressora de linha: Imprime uma linha inteira de um programa a cada vez. Tipicamente usada com computadores mainframe que imprimem relatórios extensos. Impressora matricial: Possui uma cabeça de impressão que consiste em uma ou mais colunas de pinos. Os pinos formam caracteres e imagens como padrões de pontos. Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 111

112 Impressoras de Não-impacto Coloca uma imagem em uma página sem entrar em contato físico com ela. Impressora a laser: Usa um feixe de luz para ajudar a transferir imagens para o papel. Produz saída de elevada qualidade a velocidades muito altas. Impressora a jato de tinta: Borrifa pontos de tinta de múltiplos esguichos a jato. Pode imprimir tanto em preto-e-branco como em cores. Requer papel de alta qualidade para que a tinta não borre. Mais baratas do que as impressoras a laser. Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 112

113 Saídas de Voz Sintetizadores de voz convertem dados em sons vocalizados. Duas abordagens: Síntese por análise analisa a voz humana real, grava e a executa quando necessário. Síntese pela regra usa regras lingüísticas para criar fala artificial. Usada em aplicações de atendimento ao cliente automatizadas baseadas em telefone: Úteis quando uma consulta é seguida de uma resposta breve, como em uma consulta ao saldo bancário. Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 113

114 Saída de Música Clipes de multimídia, jogos, vídeos que incluem efeitos visuais e som: Alto-falantes dispostos ao lado do monitor. Subwoofers acoplados produzem sons de baixa freqüência. Musical Instrument Digital Interface (MIDI): Normas para conectar instrumentos musicais, sintetizadores e computadores. Permite ao usuário criar estúdios domésticos que rivalizam em termos de capacidade com estúdios profissionais de gravação. Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 114

115 Computer Output Microfirm (COM) Saída de imagens fotograficamente reduzidas em microfilme ou microficha: Microfilme imagens armazenadas em um rolo de filme contínuo. Microficha imagens armazenadas em linhas e colunas em um cartão. Necessita de um leitor especial. Usos comuns: Bibliotecas armazenam edições passadas de periódicos. Negócios que armazenam grandes volumes de registros históricos. Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 115

116 Terminais Terminal burro: Teclado para entrada e monitor para saída. Nenhuma capacidade de processamento. Terminal inteligente: Tem memória limitada e um processador. Terminal de ponto-de-venda Point-of-sale (POS): Captura dados de venda a varejo quando a transação se desenvolve. Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 116

117 Universidade Federal do Maranhão Departamento de Informática HARDWARE PARTE 4 Profa Maria Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 117

118 Periféricos de Armazenamento Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson

119 Armazenamento Secundário Benefícios: Espaço armazenam grande volume de dados. Ex. Um disquete contém o equivalente a 500 páginas impressas. (absoleto) Um disco óptico pode conter o equivalente a 500 livros. Confiabilidade - Dados guardados no armazenamento secundário estão relativamente seguros Conveniência facilidade e rapidez de recuperar dados. Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 119

120 Armazenamento Secundário Provê armazenamento em longo prazo Mídias comuns: Discos magnéticos Disco Rígido: mais capacidade de armazenamento e acesso mais rápido do que os disquetes Discos ópticos Usam raios laser para ler grandes volumes de dados a baixo custo: CD-ROMs / DVD-ROMs Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 120

121 Armazenamento em Disco Magnético Dados representados como pontos magnetizados na superfície de um disco rotativo. Pontos no disco convertidos em impulsos elétricos. Tipos principais: Discos flexíveis (obsoleto) Discos rígidos Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 121

122 Armazenamento em Disco Magnético Superfície do disco Disco Magnético Cabeça de leitura/escrita Antes do processo de armazenamento de dados, as partículas magnéticas estão desalinhadas Um dos modos equivale ao registro de zeros (0), enquanto o outro ao registro de uns (1) A cabeça de leitura/ escrita inscreve os dados alinhando cada partícula magnética da mídia segundo um de dois modos possíveis Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 122

123 Discos Rígidos Lâmina rígida revestida com óxido magnético: Diversas lâminas podem ser combinadas em uma única pilha de discos (disk pack). Unidade de disco um dispositivo que possibilita recuperar dados para serem lidos ou escritos em disco. Unidade de disco para computadores pessoais alojada no gabinete do computador. Grandes sistemas computadorizados podem ter diversas unidades de disco externas. Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 123

124 Discos Rígidos Discos Rígidos Removíveis Portabilidade e capacidade de armazenamento extra superior àquela oferecida pelos discos Flexíveis. Discos Rígidos para Notebooks Possibilidade de uso de drives internos ou removíveis Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 124

125 Discos Rígidos Propriedades Físicas Permanentemente selado no interior do drive Velocidades mais elevadas do que as dos sistemas removíveis Invólucro selado Eixo da montagem Conjunto de discos rígidos Placa de circuito impresso Cabeças de leitura/escrita Mecanismo de acesso Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 125

126 Discos Rígidos Mecanismo de Acesso Cilindros Discos Braços de Acesso Cabeças de Leitura/Gravação Trilha Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 126

127 Discos Rígidos Pelo humano cerca de 6, cm Partícula de poeira cerca de 3, cm Partícula de fumaça cerca de cm Cabeça de leitura/escrita remove particulas na superfície do disco com dimensões da ordem de 1, cm Cabeça de leitura/gravação Superfície do disco rígido Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 127

128 Como os Dados São Organizados Trilha Setor Cluster Setor ou Segmento Cilindro 8 4 Trilhas Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 128 Cluster

129 Como os Dados São Organizados Trilha A porção circular da superfície do disco que passa sob a cabeça de leitura/gravação. Um disco flexível tem 80 trilhas em cada superfície. (obsoleto) O disco rígido pode ter ou mais trilhas em cada superfície de cada lâmina. Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 129

130 Setor Cada trilha é dividida em setores que contêm um número fixo de bytes. Tipicamente, 512 bytes por setor. A gravação por zonas atribui mais setores às trilhas que estão nas zonas externas do que àquelas que estão nas zonas internas. Usa o espaço de armazenamento de maneira mais completa. Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 130

131 Cluster Um número fixo de setores adjacentes tratados como uma unidade de armazenamento. Tipicamente, de dois a oito setores, dependendo do sistema operacional. Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 131

132 Cilindro A trilha sobre cada superfície, que está sob a cabeça de leitura/gravação, em determinada posição das cabeças de leitura/gravação. Quando o arquivo é maior do que a capacidade de uma única trilha, o sistema operacional armazena-o em trilhas que fazem parte do mesmo cilindro. Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 132

133 Lendo e Escrevendo Dados O braço de acesso movimenta a cabeça de leitura/gravação sobre uma localização em particular. A cabeça de leitura /gravação paira alguns milionésimos de polegada acima da lâmina. Se a cabeça tocar a lâmina, haverá um crash, e dados serão destruídos. Dados podem ser destruídos se a cabeça entrar em contato com uma mínima matéria estranha na superfície do disco. Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 133

134 Especificações de um disco Form Factor (Fator de forma) Interface Density (Densidade) Rotational Speed (Velocidade de rotação dos discos) Capacity (capacidade) Latency and Seek Time (Latência e tempo de busca) Buffer MTBF (Mean Time Between Failures) (Tempo médio entre falhas) Average Sustained Transfer Rate (Taxa de transferência máxima sustentada) Average Access Time (Tempo médio de acesso) Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 134

135 Especificações de um disco Form Factor (Fator de forma) - define as dimensões físicas de um disco rígido. Atualmente a maioria dos discos rígidos têm largura de 3,5 polegadas, em desktops, nos computadores portáteis os discos são de 2,5 polegadas e ultra finos. Interface - A interface nada mais é que o tipo de controladora que o HD utiliza. Atualmente os HDs são divididos em dois grandes grupos com relação à sua Interface. Temos os HDs no padrão IDE/ATA e os no padrão SCSI. Density (Densidade) - A densidade tem a ver com a concentração de informação que podemos ter no material magnético do disco. Assim, quanto maior for a densidade de um disco, maior será a capacidade deste disco de armazenar informações. Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 135

136 Especificações de um disco Rotational Speed - É a velocidade em RPM (Rotações por minuto) que o motor do disco rígido pode chegar. Na interface IDE/ATA é comum encontrar discos de 5200RPM a 7200RPM, e discos de alta performance a RPM. Ja no SCSI os discos vão de RPM a RPM. Capacity (capacidade) é definida pela quantidade de informações que você pode armazenar no disco rígido. Hoje encontramos discos de 40GB até 500GB, quanto maior, mais dados podem ser armazenados. Latency and Seek Time (Latência e tempo de busca) - A Latência é o tempo necessário para que os discos girem até que a informação esteja posicionada embaixo das cabeças de leitura e gravação do disco rígido. Já o tempo de busca é o tempo que as cabeças de leitura tem que gastar para poder começar a ler a informação. Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 136

137 Especificações de um disco Buffer - é uma pequena quantidade de memória RAM colocada dentro da parte eletrônica dos HDs mais modernos. Os valores típicos de buffer para os HDs são 512 KB, 1 MB, 2 MB, 8 MB e 16 MB. MTBF (Mean Time Between Failures) O tempo médio entre falhas teoricamente mede a quantidade de horas ininterruptas que o disco rígido deve funcionar sem problemas. Na verdade, o MTBF, é uma medida de confiabilidade do HD. Um HD com MTBF de horas não vai funcionar por mais de 50 anos! Mas ele terá uma confiabilidade maior que um HD com MTBF de apenas horas. Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 137

138 Especificações de um disco Average Sustained Transfer Rate (Taxa de transferência máxima sustentada) Taxa de transferência Interna É a taxa que os discos podem transferir informação (dados) para as cabeças de leitura e gravação do disco rígido e vice-versa. Taxa de transferência Externa É a taxa máxima que a interface pode obter. Com o uso de buffers, conseguimos taxas de transferência externas de até 133 MB/segundo em HD no padrão PATA e 300 MB/segundo no padrão SATA. Taxa de transferência sustentada É a taxa que a informação consegue ser transferida do HD para a placa-mãe de um modo constante durante um determinado período de tempo. É uma associação entre a taxa de transferência interna e a taxa de transferência externa. Esta é, na realidade, a única taxa que interessa. Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 138

139 Velocidade de Acesso a Disco Tempo de acesso o tempo necessário para acessar dados no disco. Três fatores: Tempo de busca Comutação de cabeças Retardo rotacional Assim que os dados são encontrados, o passo seguinte é a transferência de dados. Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 139

140 Tempo de Busca Tempo necessário para que o braço de acesso se posicione sobre uma trilha em particular. Todos os braços de acesso se movem como uma unidade. Todos se posicionam simultaneamente sobre um conjunto de trilhas que compõe um cilindro. Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 140

141 Comutação de Cabeças A ativação de uma cabeça de leitura/ gravação em particular sobre uma trilha em particular. Todos os braços de acesso se movem juntos, mas somente uma cabeça de leitura/ gravação pode operar em determinado momento. Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 141

142 Retardo Rotacional O tempo necessário para que os dados desejados na trilha passem sob a cabeça de leitura e gravação. Em média, a metade do tempo para uma revolução completa do disco. Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 142

143 Disco Óptico CD de Áudio 1982 CD-ROM 1984 CD-R 1990 VCD 1993 DVD 1996 DVD-ROM 1997 CD-RW 1997 DVD gravável 1999 Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 143

144 Disco Óptico CD-ROM Tecnologia similar à do CD de áudio Capacidade: 650 MB CD-R (CD Recordable) CD gravável uma única vez CD-WORM (CD-Write Once Read Many) Similar ao CD-ROM, porém gravável (uma única vez, para muitas leituras) Disco digital destinado à gravação de áudio, vídeo e dados. Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 144

145 Disco Óptico DVD (Digital Versatile Disc) Capacidade: 4,7 GB a 17 GB Disco digital destinado à gravação de áudio, vídeo e dados. Tipos de DVD DVD-RAM Definido pelo DVD Forum (Matsushita, Toshiba e Time Warner) Padrão de maior presença no mercado Filmes gravados neste padrão não são compatíveis com a maior parte dos DVD players Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 145

146 Disco Óptico Tipos de DVD ( cont) DVD+RW DVD regravável desenvolvido pela Sony, HP, Philips e Yamaha (DVD+RW Alliance) Compatível com a maioria dos DVD players Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 146

147 Disco Óptico Tipos de DVD ( cont) DVD-RW Padrão de DVD regravável definido pela Apple e Compaq VCD (Video Compact Disc) Possibilidade de gravação de até 80 minutos de vídeo com qualidade similar àquela das fitas VHS Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 147

148 O Barramento (Bus) do Sistema Percursos elétricos paralelos que transportam dados entre a CPU e a memória. Largura de barramento: O número de percursos elétricos para transportar dados. Medida em bits. Com um tamanho de barramento maior, a CPU pode: Transferir mais dados simultaneamente:» Torna o computador mais rápido. Referenciar números de endereço de memória maiores:» Permite mais memória. Suportar um número e uma variedade maiores de instruções. Velocidade de Barramento: Medida em megahertz (MHz). (ex. 400 MHz ou 533 MHz) Profa Maria Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 148

149 Barramentos de Expansão Adicione dispositivos periféricos ao sistema: Placa de expansão Conectam-se a slots (encaixes) de expansão ou à placa-mãe. São usadas para conectar dispositivos periféricos Profa Maria Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 149

150 Barramentos de Expansão Porta Conectores externos para plugar periféricos, como, por exemplo, impressoras. Dois tipos de portas: Seriais: transmitem dados à base de um bit a cada vez. Paralelas: transmitem grupos de bits em conjunto, lado a lado. Profa Maria Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 150

151 Barramentos de Expansão e Portas Comuns Barramento Industry Standard Architecture (ISA): Usado para dispositivos lentos, como o mouse e o modem. Barramento Peripheral Component Interconnect (PCI): Usado para dispositivos mais rápidos, como discos rígidos. Accelerated Graphics Port (AGP): Provê desempenho de vídeo mais rápido. Porta Universal Serial Bus (USB): Permite-lhe converter muitos dispositivos em série para a porta USB. Barramento IEEE 1394: Um barramento de alta velocidade normalmente usado para conectar equipamentos de vídeo. Barramento PC Card: Usado em laptops para plugar um dispositivo do tamanho de um cartão de crédito. Profa Maria Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 151

152 Padrão - IDE - "Integrated Drive Electronics Disco Eletrônico Integrado Taxa de transferência de 133Mb/s cabo flat (flat cable) de 40 vias. cabo flat de 80 vias, cujas vias extras servem para evitar a perda de dados causada por ruídos (interferência). Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 152

153 Padrão - ATA - "Advanced Technology Attachment (Tecnologia Avançada de Conexão) O Serial ATA - velocidade de 150 MB/s, supera o limite alcançado pelo ATA Paralelo, que chegou ao seu limite depois de 15 anos, com a velocidade máxima de 133 MB/s. As próximas gerações da Serial ATA oferecerão 300 MB/s em 2004 e 600 MB/s em 2007 de taxa máxima de transferência. Cabos com 40 vias ao invés dos tradicionais cabos com 80 vias. Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 153

154 Padrão SCSI- Small Computer System Interface (Interface para Sistemas Computacionais de Pequeno Porte) Um adaptador (ou controlador) SCSI. Alguns, permitem de 7 a 15 conexões de dispositivos SCSI Velocidade de 5 MB/s até 320 MB/s. cabo de 50 pinos 8 bits / 7 periféricos cabo de 68 pinos 16 bits /15 periféricos. Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 154