Sistemas Operacionais. Prof. M.Sc. Sérgio Teixeira. Aula 03 Conceitos de Hardware e Software parte 01. Cursos de Computação

Transcrição

1 Cursos de Computação Sistemas Operacionais Prof. M.Sc. Sérgio Teixeira Aula 03 Conceitos de Hardware e Software parte 01 Referência: MACHADO, F.B. ; MAIA, L.P. Arquitetura de Sistemas Operacionais. 4.ed. LTC, 2007.

2 Sistema Computacional Hardware Processador / UCP Unidade Lógica e Aritmética Unidade de Controle Registradores Memória Principal Dispositivos de E/S

3 Processador Unidade Central de Processamento (UCP ou CPU) Unidade de Controle (UC) Unidade Lógica e Aritmética (ULA) CPU busca instruções na memória, decodifica essas instruções e as executa até sua finalização; Durante a execução de instruções, a CPU utiliza-se de registradores para armazenar variáveis e resultados temporários; Instruções são executadas por ciclos de relógio.

4 Componentes da placa-mãe Conectores Sata I/O para os discos rígidos e etc Slot PCI-Express Slot PCI Slot AGP para placa de vídeo. Socket do processador (CPU) Banco de memória DDR-DIMM Referências: Conectores dos dispositivos de I/O (entrada e saída)

5 Tipos de memória DDR2 Memória cache: São memórias que agilizam a transmissão de dados entre a memória RAM e o microprocessador; Memória RAM: A memória principal ou memória RAM é a memória que armazena todos os programas que estão em execução (processos). Legendas: Círculo amarelo - Chip que armazena os dados da memória RAM. Círculo vermelho - lustra os conectores da memória RAM. Referências: Fototeca e videoteca do Prof. Sérgio Teixeira

6 Mídias de Armazenamento: Zip Drive Iomega Zip permite realizar backup com o uso de senha. A capacidade de armazenamento pode ser de 100, 250 e 750 Mb. Referências:

7 Mídias de Armazenamento: DVD Iomega Super DVD lê e grava todos os formatos de DVD e CD, cria filmes, vídeos em DVD, protege e armazena fotos digitais. Referências:

8 Disco rígido Disco rígido (Hard Disk - HD): Dispositivo de armazenamento de dados do computador, é composto por vários discos magnéticos empilhados. O HD é uma memória não volátil, ou seja, os dados permanecem guardados após desligar o computador. Referências: Fototeca e videoteca do Prof. Sérgio Teixeira

9 Operação em Modo Dual Proteção implementada em Hardware (bit de modo) Modo Usuário Modo Supervisor (ou Kernel) Computador inicializa no Modo Supervisor

10 Clock Gera pulsos (sinal) síncronos que são utilizados para a execução de instruções; Presente em qualquer sistema multiprogramado; Uso de um cristal de quartzo que oscila numa frequência conhecida Frequência do clock - Número de vezes que o pulso se repete por segundo (Hz);

11 PLL (Phase-Locked Loop) ou Gerador de clock Cristal de Quartzo de referência para o gerador de clock Gerador de clock O gerador de clock com base no cristal de referência gera clocks independentes para o processador e demais dispositivos ligados ao barramento. Dessa forma, tudo fica sincronizado com os pulsos gerados. Na prática você identifica o clock quando observa a especificação da CPU. Exemplo: 2.4GHz Referências:

12 Registradores Alguns registradores (espaço limitado de memória interna ao processador): Contador de programa (program counter): contém o endereço de memória da próxima instrução a ser lida e executada; Ponteiro da pilha (stack pointer): aponta para o topo da pilha corrente na memória (instruções a serem executadas); PSW (program status word): guarda bits de controle (Ex.: modo usuário e modo kernel);

13 Memória Principal Memória conjunto de elementos que podem representar 0 ou 1 Memória principal com 64 Kbytes endereços instrução ou dado célula = 8 bits

14 Memória Cache Volátil Alta velocidade Pequena capacidade Alto custo Cache hit e cache miss

15 Relação entre tipos de memória Registradores Rápidos: 1 ns. Componentes internos à CPU Capacidade: < 1kB Controlados por software Cache RAM Disco Rígido Fita Magnética e Disco Ótico Fita Magnética/Disco Ótico

16 Relação entre tipos de memória Registradores Rápida: 2 ns Capacidade: 1MB Controlada por hardware Cache RAM Disco Rígido Fita Magnética e Disco Ótico Fita Magnética/Disco Ótico

17 Relação entre tipos de memória Registradores Cache Random Access Memory Rápida: 10 ns. Capacidade: MB Volátil RAM Disco Rígido Fita Magnética e Disco Ótico Fita Magnética/Disco Ótico

18 Relação entre tipos de memória Registradores Cache Mais lento: 10 ms Capacidade: GB Velocidades: 5400, 7200 ou rpm RAM Disco Rígido Fita Magnética e Disco Ótico Fita Magnética/Disco Ótico

19 Relação entre tipos de memória Registradores Cache Backup Capacidade: GB (fita); 640Mb (disco ótico) RAM Disco Rígido Fita Magnética e Disco Ótico Fita Magnética/Disco Ótico

20 Relação entre tipos de memória Velocidade de Acesso Registradores Cache RAM Disco Rígido Fita Magnética e Disco Ótico Fita Magnética/Disco Ótico Capacidade de armazenamento

21 Ciclo de leitura da memória UCP armazena no MAR o endereço a ser lido; UCP MAR (Memory address register) UCP gera sinal para memória, indicando operação de leitura; O conteúdo do MAR é transferido para o MBR (Memory buffer register); MAR MBR O conteúdo do MBR é transferido para o Registrador; MBR Registrador

22 Ciclo de gravação na memória UCP armazena no MAR endereço a ser gravado; UCP MAR (Memory address register) UCP armazena no MBR a informação a ser gravada; UCP MBR (Memory buffer register) UCP gera sinal para memória, indicando operação de gravação; A informação do MBR é transferida para a célula endereçada pelo MAR; MBR Memória (indicada pelo MAR)

23 Cursos de Computação Sistemas Operacionais Prof. M.Sc. Sérgio Teixeira Aula 03 Conceitos de Hardware e Software parte 01 Obrigado e bons estudos!