Prof. Daniel Gondim danielgondimm@gmail.com Informática
Componentes de um SC Hardware X Software Memória do Computador
Hardware X Software
Toda interação dos usuários de computadores modernos é realizada através do software, que é a camada, colocada sobre o hardware, que transforma o computador em algo útil para o ser humano. Hardware não se refere apenas aos computadores, mas também aos equipamentos embarcados em produtos que necessitam de processamento computacional.
O hardware é a parte física do computador, ou seja, é o conjunto de componentes eletrônicos, circuitos integrados e placas, que se comunicam através de barramento. Em contraposição ao hardware, o software é a parte lógica, ou seja, o conjunto de instruções e dados processados pelos circuitos eletrônicos do hardware.
Conexões do hardware: Para funcionar, o computador necessita de algumas conexões físicas que permitam que os componentes de hardware se comuniquem e se inter-relacionem. O barramento constitui um sistema comum de interconexão, composto por um conjunto de vias ou trilhas que coordenam e transportam as informações entre as partes internas e externas do computador.
Arquitetura dos Computadores: A arquitetura dos computadores pode ser definida como "as diferenças na forma de fabricação dos computadores".
ABERTA Mais aceita atualmente Permite que outras empresas fabriquem computadores com a mesma arquitetura Permite que o usuário tenha uma gama maior de opções podendo montar seu próprio computador de acordo com suas necessidades e com custos que se enquadrem com seu orçamento.
FECHADA Consiste em não permitir o uso da arquitetura por outras empresas. Faz com que os conflitos de hardware diminuam muito. Nesse tipo de arquitetura, o usuário está restringido a escolher dentre os produtos da empresa O usuário não pode montar o seu próprio computador.
Principais Componentes: Memória; Unidade Central de Processamento; Barramento e Slots; Periféricos (impressora, scanner, webcam etc.); Dispositivos de multimídia (som, vídeo etc.); Softwares (sistema operacional, softwares específicos.).
Memória do Computador
Funções executadas pela memória Armazenamento das instruções de um programa que está sendo executado Armazenamento dos dados iniciais do programa Armazenamento dos dados intermediários Armazenamento dos resultados finais a serem enviados a um dispositivo de saída
Tipos Armazenamento Primário Armazenamento temporário dos dados (volátil). Os dados contidos na memória se perdem se a energia cair ou se o programa for fechado. Mais rápidas e mais caras. Armazenamento Secundário Armazenamento permanente dos dados. HD Hard Disk (Disco Rígido). CD s e DVD s Mais barato e mais lento.
Tipos de Memória ROM: Read Only Memory Memória somente de leitura Tipos: PROM EPROM EEPROM EAPROM Flash
Tipos de Memória ROM PROM (Programmable Read-Only Memory): esse é um dos primeiros tipos de memória ROM. A gravação de dados neste tipo é realizada por meio de aparelhos que trabalham através de uma reação física com elementos elétricos. Uma vez que isso ocorre, os dados gravados na memória PROM não podem ser apagados ou alterados;
Tipos de Memória ROM EPROM (Erasable Programmable Read-Only Memory): as memórias EPROM têm como principal característica a capacidade de permitir que dados sejam regravados no dispositivo. Isso é feito com o auxílio de um componente que emite luz ultravioleta. Nesse processo, os dados gravados precisam ser apagados por completo. Somente depois disso é que uma nova gravação pode ser feita;
Tipos de Memória ROM EEPROM (Electrically-Erasable Programmable Read-Only Memory): este tipo de memória ROM também permite a regravação de dados, no entanto, ao contrário do que acontece com as memórias EPROM, os processos para apagar e gravar dados são feitos eletricamente;
Tipos de Memória ROM EAPROM (Electrically-Alterable Programmable Read-Only Memory): as memórias EAPROM podem ser vistas como um tipo de EEPROM. Sua principal característica é o fato de que os dados gravados podem ser alterados aos poucos, razão pela qual esse tipo é geralmente utilizado em aplicações que exigem apenas reescrita parcial de informações;
Tipos de Memória ROM Flash: as memórias Flash também podem ser vistas como um tipo de EAPROM, no entanto, o processo de gravação (e regravação) é muito mais rápido. Além disso, memórias Flash são mais duráveis e podem guardar um volume elevado de dados.
Tipos de Memória RAM: Random Access Memory Memória de acesso aleatório Estática ou Dinâmica Tipos: DRAM SRAM
Tipos de Memória RAM DRAM (Dynamic Random-Access Memory - RAM Dinâmica): memórias desse tipo possuem capacidade de armazenamento alta, isto é, podem comportar grandes quantidades de dados. No entanto, o acesso a essas informações costuma ser mais lento que o acesso às memórias estáticas. Esse tipo também costuma ter preço bem menor quando comparado ao tipo estático; A RAM dinâmica precisa ser atualizada dinamicamente o tempo todo senão ela "esquece" o que está armazenando. O ponto negativo desta atualização é que leva tempo e diminui a velocidade da memória.
Tipos de Memória RAM SRAM (Static Random-Access Memory RAM Estática): esse tipo é muito mais rápido que as memórias DRAM, porém armazena menos dados e possui preço elevado se considerarmos o custo por megabyte. Memórias SRAM costumam ser utilizadas como cache; Guardam a informação por todo o tempo em que estiver a receber alimentação. Mas, como tem mais componentes, uma célula de memória estática ocupa muito mais espaço em um chip do que uma célula da memória dinâmica.
Até agora, aprendemos um pouco sobre os dispositivos de memória dos computadores. Mas o que esses dispositivos armazenam? Bits
Conceitos de bit, byte e palavra Bit É a menor porção de armazenamento em uma memória Seu nome tem origem na expressão binary digit O bit armazena, em um dado momento, um dos dois possíveis valores: 0 ou 1 Fisicamente, o valor de um bit é, de uma maneira geral, armazenado como uma carga elétrica acima ou abaixo de um nível padrão
Conceitos de bit, byte e palavra Byte É um conjunto de 8 bits É a unidade básica de tratamento de informação Cada byte armazena um caractere (algarismo, letra ou símbolo) Palavra É um conjunto de bytes
Endereçamento da memória Um endereço de memória é um identificador único para um local de memória no qual um processador ou algum outro dispositivo pode armazenar pedaços de dados. Cada posição de memória refere-se a um byte As posições são numeradas sequencialmente a partir de zero Algumas memórias usam endereçamento de palavras ao invés de bytes para aumentar a sua capacidade de armazenamento
Tamanho da memória É indicador da capacidade do computador As unidades de medida utilizadas são: Kilobyte: 1024 (210) bytes Megabyte: aproximadamente, um milhão (220) de bytes Gigabyte: aproximadamente, um bilhão (230) de bytes Terabyte: aproximadamente, um trilhão (240) de bytes
Memória Cache É uma memória de alta velocidade que faz a interface entre o processador e a memória do sistema. A memória cachê é uma memória embutida (ou não) no processador que serve para armazenar os dados frequentemente mais usados. Ela evita na maioria das vezes que seja necessário recorrer à memória RAM, muito mais lenta se comparada a cache.
Memória Cache Tem a função de agilizar o processamento É um pequeno bloco de memória de alta velocidade Pode vir localizada: Dentro do chip do processador interna primária Pode ter tamanho de 8,16 ou 32 KB Entre a memória principal e o processador externa secundária Pode ter tamanho de 128, 256 ou 512 KB É uma memória estática
Também chamado de memória auxiliar É utilizado para manter armazenados os dados mesmo após o desligamento do computador Mídias comuns: Discos magnéticos Discos ópticos Fita magnética Disco Flexível Memória Terciária
Disco Rígido ou Winchester O disco rígido é um sistema lacrado contendo discos de metal recobertos por material magnético onde os dados são gravados através de cabeças e revestido externamente por uma proteção metálica.
Disco Rígido Padrões: ATA/IDE e SCSI, Canal de Fibra, Serial-ATA
Leitura e Escrita de Dados Obstáculos em um conjunto de discos rígidos podem danificar a superfície do disco e a cabeça de leitura/gravação.
Endereçamento do Disco Rígido Cilindro do Disco - série de trilhas localizadas na mesma locação no conjunto de superfícies circulares rígidas de um disco rígido Tempo de Acesso ao Disco Fatores influentes: tempo de busca, atraso rotacional, tempo de movimentação dos dados Cache de Disco Estratégia para a elevação do desempenho do sistema
Memória Virtual Utilizado quando a memória RAM atinge seu limite de capacidade Consiste na utilização da memória secundária como se fosse primária A alocação dos espaços pode ser feita utilizando as técnicas: Paginação São manipulados blocos de tamanho constante Segmentação São manipulados blocos de tamanho variável
Fita Magnética
Disco Flexível - Disquete
Discos Ópticos
Características Acessibilidade Sequencial Registros em arquivos só podem ser recuperados na mesma sequencia em que foram fisicamente armazenados (e.g. dados armazenados em fitas magnéticas) Direta Registros podem ser recuperados em qualquer sequencia, independentemente do armazenamento físico (e.g. dados armazenados na maioria dos discos magnéticos e ópticos)
Características Representação de Dados Lógica Refere-se à visão do usuário sobre a forma como os dados são armazenados Física Refere-se ao modo físico real como os dados são armazenados na mídia, sob o ponto de vista do computador
Recapitulando
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