16/09/2012. Agenda. Introdução. Introdução. Introdução. Introdução. Curso Conexão Noções de Informática. Aula 1 Arquitetura de Computadores (Hardware)

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1 Curso Conexão Noções de Informática Aula 1 Arquitetura de Computadores (Hardware) Agenda ; Arquitetura do Computador; ; ; Dispositivos de Entrada e Saída; Tipos de Barramentos; Unidades de Medidas. Site:leomezzomo.xpg.com.br Computador??? É uma máquina composta de um conjunto de partes eletrônicas e eletromecânicas, com capacidade de coletar, armazenar e manipular dados, além de fornecer informações, tudo isso de forma automática. Computador é uma máquina capaz tratar diversos tipos de informações ou processar dados. Esquema do Computador: Hardware: é a parte física da máquina, formada por um conjunto de componentes eletrônicos, circuitos integrados e placas que se comunicam através de barramentos. Ex.: Teclado, Mouse, Monitor, etc. Software: é a parte lógica da máquina. São os programas que tornam o computador útil, informando como ele deve executar as tarefas; Ex.: Windows, pacote Office, MSN, etc. Software Hardware Tipos de Computadores (1/3): Palmtop: Como o nome diz, o palmtop cabe na palma da mão. É o computador de bolso. Netbook: Computador portátil de dimensões menores, menor peso e configuração mais modestas do que um notebook. Para pessoas que querem levar o computador por todo lado. Tablet: Computador portátil que é operado principalmente por toques na sua tela sensível. Notebook: ou laptop. É o computador portátil, que pode ser carregado como uma valise. Trabalha com bateria ou na tomada. 1

2 Tipos de Computadores (2/3): Desktop: ou computador de mesa. Para uso pessoal ou trabalho. Estação de trabalho: ou workstation. Computador de mesa potente usado para trabalhos individuais que exigem grande capacidade de processamento como animações gráficas e projetos de engenharia. Tipos de Computadores (3/3): Super computador: É o tipo de computador mais potente que se fabrica. Existem poucos no mundo e são destinados a tarefas que exigem volumes enormes de processamento, como pesquisas científicas e previsão do tempo. Servidor de rede: computador que trabalha em redes prestando serviços aos usuários. Mainframe: Computador de grande porte para trabalho pesado em grandes instituições, como bancos e órgãos de governo. Componentes de um computador: 1. Monitor; 2. Placa-mãe; 3. Processador; 4. Memória; 5. Placas Off board (vídeo, modem, etc); 6. Fonte; 7. Drive de CD; 8. Disco rígido; 9. Mouse; 10. Teclado. Componentes de um computador: Placa-mãe: Um dos componentes mais importantes do computador; Gerencia as transações de dados entre CPU e periféricos; Componentes da placa: Chipset, Bios, Barramentos, Slots. Funcionamento básico de um computador: Arquitetura do Computador Subdivisão do Computador: O processador (ou microprocessador) é responsável pelo tratamento de informações armazenadas em memória (programas em código de máquina e dos dados). A memória é responsável pela armazenagem dos programas e dos dados. Periféricos, que são os dispositivos responsáveis pelas entradas e saídas de dados do computador, ou seja, pelas interações entre o computador e o mundo externo. Exemplos de periféricos são o monitor, teclados, mouses, impressoras, etc. Barramento, que liga todos estes componentes e é uma via de comunicação de alto desempenho por onde circulam os dados tratados pelo computador. 2

3 Arquitetura do Computador Definição: É um circuito integrado (ou chip); É considerado o "cérebro" do computador; É responsável por executar os programas, fazer cálculos e tomar as decisões, de acordo com as instruções armazenadas na memória. Pentium III, Pentium 4(Socket 423), Pentium 4(Socket 478), Athlon Tipos de plataformas: CISC (Complex Instruction Set Computer): é capaz de executar várias centenas de instruções complexas, sendo extremamente versátil. Diferenças entre Arquiteturas: RISC (Reduced Instruction Set Computer): é capazes de executar apenas algumas poucas instruções simples. HÍBRIDOS: são essencialmente processadores CISC, porém, possuem internamente núcleos RISC. Outras diferenças RISC x CISC: Exemplos de videogames que são do tipo RISC: 3

4 Alguns fabricantes: AMD Fujitsu IBM Intel Microchip Mitsubishi Motorola Samsung Sharp Siemens Toshiba etc... (Evolução) Linha Intel: Atualmente ainda existem (Linha Intel): Intel Core i7 Intel Core i5 Intel Core i3 Intel Centrino (core 2) Intel Xeon série 7000 (quad core) Intel Core 2 Extreme (quad core) Intel Core 2 Extreme (duo core) Intel Core 2 Quad Intel Core 2 Duo Intel Core Duo Intel Pentium D Intel Xeon Intel Pentium M Atualmente ainda existem (Linha AMD): Phenom (K10) Turion 64 X2 Turion 64 Athlon 64 FX Athlon 64 X2 Athlon 64 AMD64 (K8) Athlon XP/MP Sempron Duron Athlon (K7) NexGen / K6 K5 Fisicamente, são placas de circuito impresso; Estão intimamente ligadas ao processador, chipset e placa mãe; Sua capacidade de armazenamento pode ser medida em bytes, kilobytes, megabytes ou gigabytes; Sua velocidade de funcionamento é medida em Hz ou MHz; Podem ser classificadas em: Memória Principal: ou memória de trabalho, onde normalmente devem estar armazenados os programas e dados a serem manipulados pelo processador; Ex.: Memória RAM; Memória Secundária: permite armazenar uma maior quantidade de dados e instruções por um período de tempo mais longo; Ex.: Disco Rígido (HD); Memória Cache: memória com curto tempo de resposta, normalmente integrada aos processadores e que permite incrementar o desempenho durante a execução de um programa. 4

5 Memória Principal (1/2): RAM (leitura e escrita): Volátil. Pode ser lida e gravada pela CPU a qualquer instante. A CPU usa a RAM para armazenar e executar programas vindos do disco, para ler e gravar os dados que estão sendo processados; BIOS (Sistema Básico de Entrada e Saída): Não volátil. Realiza a "partida" do computador, realiza a contagem de memória, realiza a carga do Sistema Operacional entre outras funções; ROM (somente leitura): Não volátil. Pode ser lida pela CPU a qualquer instante, mas não pode ser gravada pela CPU. Sua gravação é feita apenas pelo fabricante do computador, ou pelo fabricante de memórias. Memória Principal (2/2): PROM (ROM programável): Não volátil. ROM que é produzida apagada. O fabricante pode programá-las, ou seja, gravar seu programa; EPROM (ROM programável e apagável): Não volátil. pode ser apagada com raios ultravioleta de alta potência para ser reutilizada; EEPROM: Não volátil. Esta é o tipo de memória ROM mais flexível, que pode ser apagada sob o controle de software. Este é o tipo que se usa para armazenar as BIOS atuais. Tecnologias de memória RAM: RAM Memória de Acesso Aleatório; SRAM: É do tipo estático. São muito mais rápidas que as memórias DRAM, porém armazenam menor quantidade de dados; DRAM: É do tipo dinâmico. Os módulos possuem alta capacidade, podendo comportar grandes quantidades de dados. No entanto, o acesso a essas informações costuma ser mais lento que nas memórias estáticas. Tecnologias de memória RAM: SDRAM: síncronas, o que significa que elas utilizam um sinal de clok para sincronizar suas transferências; DDR: é uma versão mais rápida de SDRAM que é capaz de ler dados na subida e descida do clock do sistema, assim dobrando a taxa de dados do chip de memória; RAMBUS: é uma memória extremamente rápida e usada como um canal rápido para transmitir dados a velocidades de 10 vezes mais rápidas que as DRAM padrões. Memória Secundária: Também chamada de memória de massa; Não é acessada diretamente pela CPU; Seu acesso é feito através de interfaces ou controladoras especiais; Não se apaga quando o computador está desligado; Tem alta capacidade de armazenamento e custo baixo quando comparada com a memória principal; Ex.: HD, fita magnética, disquetes, etc. Memória Cache: Possui duas funções: Aumentar o desempenho do computador; Aumentar o tempo de vida das unidades de disco; É mais rápida e cara do que a memória principal; Armazena as instruções mais requisitadas pelo processador; Faz uma ligação entre a memória principal e o processador; Possui níveis: L1, L2, L3, etc. 5

6 Resumindo... Dispositivos de Entrada e Saída Também são conhecidos como periféricos; Permitem a interação do processador com o homem; São componentes interligados ao processador; São divididos em três categorias fundamentais: Dispositivos de Entrada: codificam as informações em dados a serem processados; Dispositivos de Saída: decodificam os dados em informações para que possam ser entendidas pelo usuário; Dispositivos de Entrada e Saída: desempenham as duas funções; Dispositivos de Entrada e Saída Dispositivos de Entrada: Teclado - Lê os caracteres digitados pelo usuário; MOUSE - Lê os movimentos e toque de botões; Drive de CD-ROM - Lê dados de discos CD-ROM; Microfone - Transmite sons para o computador; SCANNER - Usado para o computador "ler" figuras ou fotos. Dispositivos de Entrada e Saída Dispositivos de Saída: Vídeo - Mostra ao usuário, na tela caracteres e gráficos; Impressora - Imprime caracteres e gráficos; Caixas de som - Realiza comunicação com o usuário através de som. Dispositivos de Entrada e Saída Dispositivos de Entrada e Saída: Disco rígido - Grava e lê dados; Drive de disquete - Grava e lê dados em disquetes; Unidade de fita magnética - Grava e lê dados em fitas magnéticas; MODEM - Transmite e recebe dados pela linha telefônica. Tipos de Barramentos Definição: Barramento é uma caminho comum pelo qual os dados trafegam dentro do computador; Possui tamanho, podendo variar entre 16 e 32 bits; Sua velocidade é medida em MHz; Basicamente, servem para transmitir três tipos de informação: Dados: instruções e valores; Endereços: indicam o local de destino/origem dos dados; Controle: sinais de relógio, sinais de interrupção, etc. 6

7 Tipos de Barramentos Podem ser classificados em: Barramento Local (ou de Sistema): interliga com sincronia a CPU e memória. É a parte do barramento que tem melhor desempenho dentro do sistema; Barramento de Entrada/Saída: interliga todos os outros dispositivos ao barramento local sendo a sua velocidade e largura menor que a do barramento local. Tipos de Barramentos Barramento de Entrada e Saída: Porta Serial: usado para conectar o mouse e outros componentes que não exigem muita velocidade de comunicação; Conector DB-9; Padrão de comunicação: RS-232; Taxa de transferência: 14,4KB/s; Funcionamento: transfere bit a bit (um bit por vez). Porta USB: permite ligar até 127 equipamentos simultaneamente. Taxa de transferência: 1,5 MB/s. Nova versão, USB 2: chegando a 60MB/s; É Plug And Play. Tipos de Barramentos Barramento de Entrada e Saída: Porta Paralela: usada para conectar vários componentes mais exigentes, como impressoras, scanners, etc. Conector DB-25; Padrão de comunicação: RS-232; Taxa de transferência: 1,2 MB/s; Funcionamento: transfere vários bits por vez. Unidade de Medidas Bytes e Bits: Computador só entende de bits; 8 bits = 1 byte; e 1 byte = 1 Letra / 1 Caractere / Símbolo. Descrição 1 Byte 8 bits 1 Kilobyte (KB) 1024 bytes Equivalência 1 Megabyte (MB) 1024 kilobytes 1 Gigabyte (GB) 1024 megabytes 1 Terabyte (TB) 1024 gigabytes Exercícios (PRODEPA 2009) Sobre os conceitos básicos envolvendo hardware, software e periféricos de um computador, é correto afirmar: 1- Os dispositivos de reconhecimento óptico de caracteres utilizam uma fonte luminosa para ler caracteres ópticos e convertê-los em sinais elétricos para serem enviados à unidade central de processamento. 2- A memória de acesso aleatório (RAM Random Access Memory) contém instruções e dados correspondentes aos programas que se encontram em execução no computador. 3- Os microprocessadores de tecnologia CISC (Complex Instructions Set Computing) são rápidos porque trabalham somente com um pequeno subconjunto de instruções, se comparados com os de tecnologia RISC (Reduced Instructions Set Computing), que trabalham com um número elevado de instruções. 4- Um barramento de entrada e saída é considerado um barramento de baixa velocidade, pois transfere dados entre o processador e a memória do computador. O correto está apenas em: A) 1 e 2. B) 2 e 3. C) 3 e 4. D) 1 e 4. Exercícios (JUCEPA 2008) Quanto aos componentes que constituem a arquitetura de um computador, é correto afirmar: A) De maneira geral, os barramentos são responsáveis pela interligação e comunicação dos dispositivos em um computador. Como exemplo de barramentos, podemos citar o USB (Universal Serial Bus). B) Em um computador, todas as atividades necessitam de um certo grau de sincronização para coordenar o envio e recebimento de sinais entre os seus componentes. Esse sincronismo é realizado por um dispositivo denominado Bus. C) Um tipo de memória denominado ROM consiste em uma pequena quantidade de memória cache, residente no processador, com o objetivo de armazenar dados que ficam disponíveis ao processador de forma mais rápida, permitindo maior eficiência ao processamento. D) Os buffers são dispositivos que se integram às placas mãe para fornecer suporte físico e lógico à conexão entre os periféricos, permitindo que o computador possa se expandir em capacidade de armazenamento e processamento. 7

8 Exercícios (SEMA 2008) Entre os tipos de memória de um computador, o tipo de memória mais rápida é o: (A) Cache. (B) Auxiliar. (C) Principal. (D) Registrador. 8