Processamento de Dados. Processamento de Dados. Informática Receita Federal. Organização Lógica de um Computador

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1 Processamento de Dados Informática Receita Federal Prof. André Cardia Processamento de Dados Componentes Básicos: Organização Lógica de um Computador Placa Principal: Chamada de Placa-mãe. Ela será a base para todos os outros componentes; Memória Principal: É a memória RAM. Usada para armazenar dados a serem processados. A memória ROM também é uma memória principal pois possui o programa responsável pela inicialização da máquina: BIOS O Processador: CPU. Ele busca e executa os dados a serem processados; Dispositivos de Entrada e Saída (E/S): É através deles que poderemos controlar o PC, inserindo dados e/ou obtendo resultado de algum processamento. 1

2 Barramento Local O Barramento Local é dividido em três sub-barramentos : Barramento de Dados: Serve para enviar ou receber dados memória e periféricos; Barramento de Endereço: Serve para identificar qual interface quer transmitir ou receber dados e endereçamento de memória; Barramento de Controle: Serve para controlar o tráfego de dados no barramento de dados. Processador CPU (Central Processing Unit) Também conhecido como Unidade Central de Processamento (UCP), ou simplesmente Processador Um processador é dividido em duas partes principais: ULA e UC BARRAMENTO DE DADOS BARRAMENTO DE ENDEREÇOS ULA Unidade Lógica e Aritmética BARRAMENTO DE CONTROLE UC Unidade de Controle Processador CPU (Central Processing Unit) Além da ULA e da UC, um procesador também é formado pelos seguintes componentes: Processador CPU (Central Processing Unit) CLOCK - gera pulsos elétricos síncronos em um determinado intervalo de tempo (sinal de clock). A quantidade de vezes que este pulso se repete em um segundo define a freqüência de clock. REGISTRADORES - dispositivos de alta velocidade, localizados fisicamente na UCP, para armazenamento temporário de dados 2

3 Processador CPU (Central Processing Unit) Pipeline Técnica incorporada a partir do que divide o processamento em vários estágios. Processador Intel Core 2 Duo CORE 0 CORE 1 Objetivo: Evitar que unidades internas do processador fiquem ociosas Analogia: Uma linha de produção de um automóvel!» As unidades de execução são divididos em vários estágios. Quando uma instrução termina de ser processada, outra já está sendo processada em outras unidades internas do processador. Processadores pipeline têm múltiplas instruções executando ao mesmo tempo, mas em diferentes estágios no processador Smart Cache até 4 MB Cooler: Procesador Sistema de Refrigeração Teste! A principal diferença entre dois processadores, um deles equipado com memória cache e o outro não, consiste na (A)capacidade de armazenamento na memória RAM. (B)velocidade final de processamento. (C)velocidade de acesso à memória RAM. (D)velocidade de acesso ao disco rígido. (E)capacidade de solução de operações matemáticas. 3

4 Memórias As memórias são Classificadas em três categorias: Memória Principal: RAM Random Access Memory (volátil); ROM Read Only Memory (não-volátil); Memória Secundária (não-volátil). Armazena os dados de forma permanente: Exemplos: Disco Rígido, Disquete, Pen-Drive, etc Memória Intermediária: Memória Cache (volátil). Melhora o tempo de acesso a dados e instruções melhorando o desempenho do processador. Tipos de memórias No sentido eletrônico existem dois tipos de memórias: SRAM (RAM Estática) Memória Cache. São construídos com circuitos bi-estáveis do tipo Flip-Flops. São mais rápidas e mais caras! DRAM (RAM Dinâmica) Extremamente lentas e devido ao método capacitivo necessitam de regravações periódicas (Refresh) Categorias de memórias DRAM: EDO: Extended Data Out SDRAM: Synchronous Dynamic Random Access Memory DDR: Double Data Rating DDR 2: Double Data Rating 2 Observação sobre Encapsulamento de pentes de memória RAM SIMM Single Inline Memory Module: SIMM/30 vias: 1990 (8 bits):para Proc SX Necessitava de 2 módulos = (16 bits); SIMM/72 vias:1995 (32 bits):para Proc. Pentium Necessitava de 2 módulos = (64 bits); DIMM Dual Inline Memory Module: DIMM/168 vias: PCs modernos (64 bits); DIMM/184 vias: utilizadas nas DDR DRAM (64 bits); DIMM/240 vias: utilizada nas DDR2 DRAM (64); Categorias de memórias DRAM EDO DRAM (1994) Extended Data Out Saída Extendida de Dados Utilizada em PCs equipados com processadores 486 e Pentium; Memórias com tempo de acesso entre 60 e 70 ns; Encapsulamento SIMM/72 e DIMM/168. 4

5 Categorias de memórias DRAM SDRAM (1997) Syncronous DRAM Substituiram as EDO RAM; São conhecidas no mercado como PC 100 e PC 133; São mais lentas que as DDR SDRAM; Encapsulamento DIMM/168. Utilizadas em Pentium, Pentium II, K6-II. Subcategorias de memórias SDRAM (DDR) DDR SDRAM (2000) (Double Data Rate Taxa de Dados Dupla) Evolução das memórias SDRAM. Realizam o dobro de operações por ciclo de clock, exemplo: SDRAM PC100 = 100 MHz x 1 = 100 MHz SDRAM DDR de 100 MHz (clock real): 100 MHz x 2 = 200 MHz (clock efetivo). Encapsulamento: DIMM/184 (Proc. Athlon). Subcategorias de memórias SDRAM (DDR continuação) Frequência e Taxa de Transmissão das DDRs: Tipo de Memóra DDR SDRAM PC-1600 DDR SDRAM PC-2100 DDR SDRAM PC-2400 DDR SDRAM PC-2700 Frequência 200 MHz 266 MHz 300 MHz 333 MHz Taxa de Transmissão 1600 MBps 2100 MBps 2400 MBps 2700 MBps DDR PC 1600 (Single Channel) = 100MHz x 2 x 64bits / 8 = 1600 MBps (1.6 GBps); DDR PC 1600 (Double Channel) = 100MHz x 2 x 128bits / 8 = 3200 MBps (3.2GBps). Subcategorias de memórias SDRAM (DDR2) Mais rápida que a DDR. A DDR2 é duas vezes mais rápida; Velocidades iniciais de 400 e 533 MHz; Tipo de MemórIa DDR2 SDRAM PC-3200 DDR2 SDRAM PC-4300 DDR2 SDRAM PC-5300 Frequência 400 MHz 533 MHz 667 MHz DDR PC 3200 (Single Channel) = 100MHz x 4 x 64bits / 8 = 3200 MBps (3.2 GBps); DDR PC 3200 (Double Channel) = 100MHz x 4 x 128bits / 8 = 6400 MBps (6.4GBps). Menor consumo de energia: tensão de 1,8v; Taxa de Transmissão 3200 MBps 4300 MBps 5300 MBps 5

6 Memória RAM Memória RAM EDO RAM: DDR 2: SDRAM: DDR: Memória ROM ROM Read Only Memory (memória somente de leitura) Tipos de memória ROM: PROM (Programmable Read Only Memory). Os dados gravados na memória PROM não podem ser apagados ou alterados; EPROM (Electrically Programmable Read Only Memory). Esse é um tipo de memória ROM geralmente usado para armazenar a BIOS do computador. A tecnologia EPROM permite a regravação de seu conteúdo através de um gravador de EPROM Memória ROM Tipos de memória ROM: EEPROM (Eletrical Erasable PROM) Esta PROM pode ser apagada e reprogramada sem o uso de aparelhos específicos. Na verdade, basta um programa especial para apagá-la e reprogramá-la. Atualmente, quase todos as placas mães disponíveis no mercado possuem EEPROMs para armazenar o BIOS, permitindo assim o famoso upgrade ou atualização de BIOS. As memórias EEPROM encontradas nas atuais placas-mãe são chamadas de Flash-ROM ou Flash-BIOS. 6

7 BIOS (Firmware) Basic Input Output System Funções: Tests de Incialização da Máquina (POST Power-on Self Test); BOOTSTRAP É o processo de inicialização do micro, onde é lido primeiramente o BIOS e em seguida carregado o sistema operacional; SETUP programa de configuração da máquina, e é através dele que configuramos o tipo de disco rígido e outras opções relacionadas à configuração de hardware do sistema. Teste! Com relação aos componentes de hardware de microcomputadores, a a. RAM é uma memória de armazenamento temporário, cujos dados são utilizados pela CPU, na execução das tarefas. b. RAM, ao contrário da memória ROM, é uma área de armazenamento definitivo e seu conteúdo somente é alterado ou apagado através de comandos específicos. c. interface AGP, um dispositivo do tipo E/S, é utilizada, principalmente, para conexão de impressoras. d. interface AGP é o dispositivo responsável pela comunicação entre o processador e memória cache. e. instalação de gravadores de DVD nos computadores atuais só foi possível, graças a tecnologia SCSI que conecta esse dispositivo. Teste! Um componente de hardware do microcomputador classificado como periférico é a. o processador. b. o disco rígido. Memória Cache Memória Cache dois níveis: Cache Interna (L1); Cache Externa (L2); c. a placa de rede. d. a memória RAM. e. a impressora. 7

8 Memória Cache Cache Miss x Hit Memória Secundária Disquete; Disco Rígido (HD); CD-ROM, CD-R, CD-RW; DVD-ROM, DVD-R, DVD-RW; Fita Magmética (Tape Backup); Pen Drive; Outros Placa-Mãe (motherboard) Padrões: AT Advanced Tecnology. Padrão utilizado desde meados de 1992 no primeiro Padrão obsoleto; Placa-Mãe (motherboard) Detalhes: ATX Advanced Tecnoogy Extended. Largamente usado nos PCs atuais; BTX - Balanced Tecnology Extended. Novo padrão! 8

9 Placa-Mãe (motherboard) Placas Onboard: Placas do tipo tudo em um, isto é, possuem embutidas em si próprias todas as interfaces que normalmente estariam em uma placa de expansão (vídeo, som, fax/mode, teclado, mouse, interface USB, paralela, serial, IDE e drives de disquete, etc Placa-Mãe Barramento (bus) É um conjunto de vias que conectam diferentes partes do PC, permitindo a comunicação entre o procesador e outras partes do micro, como placas de expansão (placa de rede, som, vídeo, etc..) conectadas através dos slots de expansão. A comunicação é realizada através de pulsos elétricos. Barramento ISA 16 bits, 8 MHz; Barramento VESA Local Bus 32 bits, 25, 33, 40, 50 MHz; Barramento PCI- 64 bits, 50, 60, 75, 100, 113 MHz (acesso direto a memória RAM BUS Mastering); Barrameto AGP (Vídeo) Velocidade: 1x = 264 MB/s, 2x = 528 MB/s, 4x = MB/s e 8x = MB/s Barramento PCI Express: substituto do PCI e AGP. Utiliza transmissão serial através de canais ( Lanes ). Podendo variar de 1 até 32 canais. Cada canal transfere 2Gbps = (250MB/s) Placa-Mãe Barramento (bus) Barramento USB: Universal Serial Bus Hot Plug; Placa-Mãe (motherboard) Plug and Play (PnP); Taxa de transferência de dados: 480 Mbps; 9

10 Teste! Uma placa de hardware, tal como placa de vídeo, placa de som ou placa de rede, por exemplo, que fica dentro da placamãe e não pode ser retirada é uma placa (A) Host. (B) Slave. (C) Offboard. (D) Onboard. (E) Guest. Chipset Conjunto de chips que permite ao processador executar todososseusprocessos, poiséo chipset quegeraos controles necessários para o trabalho do processador. Chipset Questão ESAF Analise as seguintes afirmações relacionadas aos conceitos básicos de hardware e software: 1. Chipset é o nome dado ao conjunto de chips usado para controlar os dispositivos de um computador. 2. O chip Ponte Norte (North Bridge), também chamado de MHC (Memory Controller Hub), é conectado diretamente ao processador e possui as funções básicas de controle de memória, barramento AGP e oferece uma interface de dados para transferência de dados com o chip Ponte Sul. 3. O barramento PCMCIA (Personal Computer Memory Card International Association), é utilizado principalmente em Notebooks e serve para conectar dispositivos periféricos como Placas de rede, placas de som e modens. 4. As portas seriais são um novo padrão para conexão de periféricos externos. Suas principais vantagens são a facilidade de uso e a possibilidade de se conectar vários periféricos a uma única porta serial. 5. Indique a opção que contenha todas as afirmações verdadeiras. a) I, II e III b) II, III e IV c) I, III e IV d) I e III e) II e IV 10

11 Periféricos de Entrada e Saída de Dados Periféricos de Entrada Teclado: Padrão Brasileiro: ABNT2 (Ç) Conectores: DIN (obsoleto), Mini-din (PS/2) e USB; Mouse: Tipos: Mecânico, Óptico-mecânico e óptico; Conectores: Serial (obsoleto), Mini-din (PS/2) e USB; Trackball, Touchpad. Tipos: Periféricos de Entrada Scanner Scanner de mão: Utilizado em caixas de supermercados para leitura de código de barras dos produtos. Scanner de Mesa: Utilizado em aplicações gráficas e comportam reprodução de páginas encadernadas, livros, revista, etc. Impressoras Periféricos de Saída Matricial (impacto) CPS Caracteres por segundo PPP pontos por polegada (dpi) Jato de tinta (não-impacto) PPM páginas por minuto PPP pontos por polegada (dpi) Laser (não-impacto) PPM páginas por minuto PPP pontos por polegada (dpi) 11

12 Tipos: TRC - Tubo de imagem; LCD Cristal Líquido; Plasma. Padrão: SVGA 800x600x x768x256 Periféricos de Saída Monitores Placa aceleradora de Vídeo AGP. Atualmente encontramos placas de vídeo de altíssimo desempenho, com até 256 MB de memória, processador exclusivo para realização de processamento de gráficos e imagens, além de inovações tecnológicas que tornaram estes dispositivos capazes de reproduzir imagens com resolução acima de 1600x1280 e chegam ate 32 milhões de cores. Periféricos de Entrada e Saída Disquete; Pen Drive; Zip Drive; Fita DAT; CD-R/CD-RW; DVD-R/DVD-RW. MODEM MODEM Modulador/Demodulador Teste! Tipos: Modems 56Kbps (Linha discada) Taxa de Transmissão de dados: 56Kbps (downtream) 48Kbps (upstream) Largura de Banda: 34 KHz Modens ADSL (Banda Larga) (Asymmetric Digital Subscriber Line) Taxa de Transmissão de dados: até 8 Mbps (downtream) 640 Kbps (upstream) Largura de Banda: 1100 KHz O equipamento que permite efetuar comunicação de dados por intermédio de uma linha telefônica é (A) a Placa Mãe. (B) a CPU. (C) a ROM. (D) o Modem. (E) a Winchester. 12

13 Software (Programas) Tipos de programas: Softwares Básicos são programas que gerenciam o computador e são necessários para o correto funcionamento do sistema computacional. Exemplo: BIOS e Sistemas Operacionais; Softwares Aplicativos são programas com aplicações específicas que são utilizados pelo usuário: Planilha de Cálculos, Editor de Testos, Banco de dados, Multimídia; Prof. André Cardia andre@andrecardia.pro.br Site: (em construção) MSN: andre.cardia@gmail.com FIM Hardware Aula 02 Linguagens de programação ferramenta usada para criar novos programas. Sevem para desenvolver software básico ou aplicativos. Podem ser de baixo ou alto nível (ou ambos), exemplo: Java, C++, Assembly, Pascal, etc. 13