Estrutura Geral de um Sistema Informático

Transcrição

1 Estrutura Geral de um Sistema Informático 3

2 Estrutura Geral de um Sistema Informático 4

3 Estrutura Geral de um Sistema Informático Dispositivos de Entrada (input) Unidade Central de Processamento (CPU) Dispositivos de Saída (output) Memória Primária Dispositivos de Armazenamento Secundário 5

4 Input ou Output? Classifique! Monitor Teclado CPU Drive de disquetes CD-ROM Impressora Scanner Modem Câmara digital Gravador CD / DVD Disco rígido Projector Pen drive Placa de rede Colunas 6

5 Principais blocos funcionais de um PC 7

6 Um PC por dentro 8

7 Um PC por dentro esquemático 9

8 Tópicos Microprocessors Motherboards Buses, Slots, and Ports Storage Microprocessadores Placas princioais Barramentos,, Slots, e Portas Armazenamento 10

9 Sistema métrico Kilo = 1000 Mega = = 1 milhão Giga = = mil milhões Tera = = 1 bilhão Termos utilizados para armazenamento e velocidade de computadores 11

10 Bits & Bytes 1 Byte = 8 bits = 8 1s ou 0s em qq combinação KB = Kilobyte = 1024 Bytes (2 10 ) 1 MB = Megabyte = 1024 Kilobytes = 2 20 Bytes 1 GB = Gigabyte =1024 Megabytes = 2 30 Bytes ( Bytes) 12

11 Milhões vs. Binário 1 KB = Kilobyte = 1024 Bytes (2 10 ) 1 MB = Megabyte = 1024 Kilobytes = 2 20 Bytes 1 GB = Gigabyte =1024 Megabytes = 2 30 Bytes ( Bytes) Produtores de discos: 1 GB = 10 9 Bytes 1,000,000, / = 1,073 7% poupança na capacidade do disco 13

12 Bytes e MP3s Se cada música ocupa 3 MB ( bytes), quantas músicas cabem num disco de 120 GB? 1 GB = Bytes / = GB = Bytes / = Diferença = 2813 músicas 14

13 Velocidade do Computador Hz = Hertz = Ciclos/segundo = 1/s = uma vez por segundo MHz = Megahertz = 1 milhão ciclos/s GHz = Gigahertz = mil milhões ciclos/s processador típico hoje corre com 3 GHz! i.e. 3 mil milhões vezes por segundo ele processa uma informação! 15

14 Duas coisas determinam o desempenho Velocidade do processador Isto é a velocidade com a qual a informação é transformada RAM (Random Access Memory) Isto é a quantia de informação que pode ser rapidamente transformada 17

15 Evolução de microprocessadores Intel e perseguição por processadores AMD AMD AMD 486 Pentium Pentium Pro Pentium II AMD K5 AMD K6 AMD K6-II Pentium III AMD K6-III Celeron (Pentiums castrados) Pentium IV Duron Athlon 18

16 Evolução de microprocessadores Intel 19

17 INTEL maior produtor de microprocessadores AMD Advanced Micro Devices segundo maior produtor de microprocessadores tipicamente ligeiramente atrás de Intel em termos de desenvolvimento ás vezes consegue estar ligeiramente a frente (por exemplo: Athlon) 20

18 Pentium IV e transistores de 0.13 µ micrómetro, µm, 10-6 m = 1/1000 mm Transistor Pentium IV actual tem 0,13 µm 2 oito transistores/µm 2 8 milhões cabem num mm 2 Pentium IV actual: ~ 55 milhões transistores próxima geração: : 0,09 µm m = 90 nm: NANOTECNOLOGIA 21

19 Tamanho de um pires transistores! 22

20 CPUs Processadores 23

21 Duplicação da velocidade Produtores estão permanentemente a lançar processadores mais rápidos Dura tipicamente 2 anos para duplicar a velocidade dos processadores mais rápidos MHz MHz GHz (custou( $600 em 2000, <$50 agora) GHz GHz Mensagem: não comprar o topo de linha vai ser ultrapassado rapidamente 26

22 Evolução de integração de transistores 27

23 Memória primária ROM = «read«only memory» preciso para arranque inicial do sistema contem por exemplo o BIOS = «basic«input/output system O BIOS acede ao disco rígido e arranca o que encontra no boot block do 1º disco RAM = «random«access memory» Memória de acesso aleatório muito rápida 28

24 Memória - RAM RAM = Random Access Memory memória de acesso aleatório Curto prazo, frequentemente apagado RAM é «memória«viva», constantemente a mudar RAM guarda o programa a ser executado e os seus dados É com que o processador comunica para saber o que vai fazer no próximo momento 29

25 Tipos de RAM DDR Ram: «Double Data Rate», para Athlon e Pentium IV SDRAM utilizado em muitos PCs, mas em fase de desaparecer adicionar mais RAM é a maneira mais barata e mais simples para fazer o PC correr mais rápido 30

26 Adicionar mais RAM Deve ser do mesmo tipo do RAM existente Tirar o chip e mostrar na loja para pedir «mais» Podem-se misturar bancas de 128 MB / 256 MB / 512 MB desde que são do mesmo tipo 31

27 Preços de RAM 100 / Megabyte em 1990 o computador típico tinha 1 MB de RAM 2 / MB em / MB no fim de c / MB c / MB agora (512 MB ~ 100 ) computador típico tem 512 MB de RAM 32

28 Memória primária RAM & ROM ROMs RAMs RAM (DRAM) e Cache (SRAM) 33

29 Memória tipo RAM Cache muitíssimo rápida muitíssimo caro Guarda pequenos pedaços de informação que são precisos regularmente Assim poupa-se tempo : dados que são precisos regularmente têm acesso mais rápido Isto é um processo «inteligente» 34

30 Cache 35

31 Analogia Se o processador é o cérebro do PC, então o que é o motherboard? A medula espinal processador e motherboard formam o sistema central nervoso 36

32 Motherboard Circuito que liga todos os outros elementos ao processador Slots de placas para colocar modems, placas de som, placas gráficas Socket («tomada tomada») para o processador Velocidade do Bus (barramento( barramento) determina velocidade de processamento Os bons tem Chipset de Intel 37

33 Motherboard (placa( principal) 38

34 Motherboards 39

35 Motherboards e Microprocessadores Motherboard tem de ter um socket ou slot ( tomada tomada ) apropriado para o processador Motherboard tem de suportar a velocidade do processador e utilizar a mesma velocidade do bus 40

36 Motherboard com legendas 41

37 Memória secundária: meios de armazenamento Discos magnéticos Discos ópticos Outros dispositivos de armazenamento 42

38 Armazenamento de dados: magnético Drive : filme magnético grava 1s s e 0s Disco rígido - interno, várias camadas de discos, hermeticamente fechado disquete um disco flexível(uma camada) Zip Drive como disquete, mas mais capacidade Na grande massa o armazenamento gravar/apagar/regravar é magnético Bandas magnéticas 43

39 Tipos de acesso Acesso directo Nos discos em geral (magnéticos ou ópticos), bem como nas disquetes, o acesso à informação é feito de forma directa a qualquer ponto do suporte de armazenamento onde essa informação se encontre as cabeças de leitura ou escrita deslocam-se directamente a esses pontos de localização dos dados. Acesso sequencial Existem suportes de acesso sequencial como é o caso das bandas magnéticas (bobines, cassetes ou tapes, etc.) onde o acesso à informação não pode ser feito de forma directa, uma vez que é necessário o segmento da fita desde o ponto em que se encontra a cabeça de leitura no momento até ao novo local onde se encontra a informação a ler. 44

40 Um disco rígido por dentro 45

41 Armazenamento óptico,, read only CD-ROM 650MB (700 MB, 800 MB) read only, corroer 0s s e 1s 32x = 32 vezes velocidade do CD para ouvir música 1x= 650 MB / 74 minutos = 150 kb/s DVD - Digital Versatile Disc, 4,7 GB (7X CD) 4x = 4 vezes velocidade do DVD para ver filme 1x = 4,7 GB/1 hora = 1400 kb/s = 1,4 MB/s DVD de filmes: dois lados ~ 9,4 GB, ~ 2 horas 46

42 CD RW Gravadores CD e DVD Optical Read/Write 32x/8x/40x significa 32x máximo de gravar, 8x max. regravar,, e 40x max. ler CD-R gravável uma vez, não regravável CD-RW gravável/regravável «1000 vezes» DVD: três variantes DVD-R, DVD-RW DVD+R, DVD+RW DVD-RAM chaos 47

43 Pen Drive Flash - SD Melhor equipamento para troca de dados Memória flash Pen drive SD disc (secure digital disc) Tecnologias diferentes, mais semelhante ao RAM, mas muito mais lento até ~512 MB preço «aceitável» tipicamente ~50 / 512 MB robusto e fiável 48

44 Pirámide de memória 49

45 Pirámide de memória: : / GB RAM Disco rígido 0,75 1 (SCSI: até 5) CD-R 0,50 CD-RW 1 DVD-R 0,10 (unidades de 4,7 GB) DVD-RW 0,50 SD/pen pen/flash 100 Disquete 200 (!) 1 GB= 711 disquetes Fita magnética 0,15 (unidades( até 400 GB) 50

46 Comunicação: : Modem MOdulator / DEModulator = MODEM Transforma signal digital do computador no sinal análogo do telefone e vice versa Emite e recebe informação 56 kbit/s Velocidade de ligação muitas vezes muito menor do que 56 kbit/s 51

47 Modems de cabo / ADSL Modems de cabo convertem da interface do cabo para interface Ethernet ou USB. Utilizam o cabo em paralelo ao sinal de TV. Modems ADSL utilizam o cabo telefónico (independente do sinal de voz) Externo,, Melhor maneira para casa mas caro (30 /mes) Cabo é mais estável do que ADSL 52

48 Velocidades de comunicação Modem análogo 56 kbit/s RDIS 128 kbit/s Cabo/ADSL down 1 Mbit/s (até 16 Mbit/s) Cabo/ADSL up 256 kbit/s (até 1 Mbit/s) Frame Relay até 45 Mbit/s ATM até 1 Gbit/s Cabo de rede 10 Mbit/s 1 Gbit/s Fibra óptica 10 Gbit/s 53