INTRODUÇÃO À ARQUITETURA DE COMPUTADORES Curso Técnico de Informática Eduardo Amaral Introdução Computador: Máquina programável, de propósito geral, que processa informação. Programa: Seqüência de instruções (de uma dada linguagem de programação) que operam sobre dados, realizando um processamento de informação específico. Instrução: Operação que realiza algum processamento básico de informação. Exemplo: somar dois números, armazenar um dado, etc. Linguagem: (Linguagem de Programação). Conjunto de instruções associadas a uma sintaxe e uma semântica específicas. Introdução Problema: Como expressar as especificações de processamento de informação definidas por um operador humano de uma forma que possa ser entendida pelo computador? Solução: Vantagens da estruturação em Níveis: onde, Lh = Linguagem humana, Li = linguagem intermediária, (i = 1, 2,...), L0 = Linguagem entendida pelo hardware. Máquina Virtual de Nível i: Máquina virtual Mi que possui uma linguagem associada Li cujas instruções operam sobre um espaço de memória virtual associado. Para o usuário: o programador de nível i não precisa conhecer detalhes das linguagens de níveis inferiores. Para o projetista: o computador pode ser concebido de uma maneira estruturada, modular e compreensível, simplificando o projeto. 1
Arquitetura Arquitetura Atual Organização de um Computador Típico Organização de um Computador Típico Processador (CPU - Central Processing Unit): Executa programas armazenados na memória, interpretando suas instruções, ou seja, buscando as instruções na memória, decodificando-as e executando-as, uma após a outra. Memória: Armazena dados e programas. Dispositivos de Entrada e Saída (E/S ou I/O - Input/Output): estabelecem comunicação com o mundo externo (operador ou outros dispositivos). Barramento: Conjunto de conexões elétricas/lógicas paralelas que permite a transmissão de dados, endereços e sinais de controle entre os diversos módulos funcionais do computador. CPU Como funciona o computador Software e Hardware Software => São programas que fazem a interatividade entre o computador e o usuário Hardware => São as placas e compostos eletrônicos que compõem o computador 2
Software no computador Organização de Memória (Hierarquia de Memória) Sistemas operacionais Linux, Windows, Unix, Machintosh Quantidade de portas Função Gerenciamento de memória Gerenciamento de arquivos Gerenciamento de I/O Linguagens de programação Delphi, C++, C, Pascal, Fortram, Visual Basic, Basic Aplicativos Corel, Word, Excel, Access, Power Point, 3D Studio MAX, Maya, Adobe premier etc. Memória Principal: RAM (Random Acess Memory) Memória semicondutora que armazena os dados e programas em linguagem de máquina em execução corrente. Memória Cache: Idéia básica: manter no Cache as palavras mais usadas pelo processador. Vários tipos diferentes no decorrer da evolução computacional. Memória Secundária: Memória de grande capacidade (armazenamento massivo). Implementada em meio magnético (hard disk, fitas magnéticas) ou ótico (CD-ROM, DVD-ROM). Armazena programas e dados não processados correntemente, mas que poderão eventualmente ser utilizados. (freqüência de acesso pequena). Memória lenta e barata. Tempo de acesso da ordem de milissegundos. Pode também ser utilizada para emular memória principal, aumentando o espaço de endereçamento disponível através de técnicas de memória virtual. Os discos magnéticos Disquetes (disco flexível) Baixa capacidade, gravado por dispositivo externo Winchester (disco rígido-hd) Alta capacidade, gravado por dispositivo interno próprio Disco laser (CD-Rom) Alta capacidade, gravado por dispositivo externo (vários modelos de velocidade de leitura e gravação Os discos armazenam arquivos: Arquivos de programas (conjunto de arquivos que são instruções) Arquivos do usuário ( textos, imagens, email...) 3
Organização de Entrada e Saída Arquitetura de Entrada e Saída: Barramento: meio de transmissão de dados entre a CPU, a memória principal e os dispositivos de entrada e saída. Compartilhado por todos. Controlador de Dispositivo: conjunto de circuitos lógicos de interface entre o barramento e o dispositivo de entrada/saída. Responsável por controlar o dispositivo e por tratar do seu acesso ao barramento. Organização de Entrada e Saída BYTE UNIDADE MÍNIMA DE INFORMAÇÃO Uma informação necessita de mais de um pulso para ser referenciada. Binary Digit 1 byte - 8 bits na verdade, uma informação é um conjunto de 08 pulsos elétricos (bits) denominada BYTE Ao conjunto de cada 8 combinações define-se uma informação = (caractere ou dado) Os bytes são armazenados nos discos de forma lógica através do que chamamos de ARQUIVO... portanto arquivo é um conjunto de bytes BIT0 1 1 Kbyte - 1024 bytes 1 Mbyte - 1024 Kbytes 1 Gbyte - 1024 Mbytes 1 Tbyte - 1024 Gbytes 4
Unidades : medida de bytes Medida Número de bytes 01 BYTE 08 Bits 01 KYLOBYTE (KB) 1.024 bytes 01 MEGABYTE (MB) 1.024 kbytes 01 GIGABYTE (GB) 1.024 Mbytes 01 TERABYTE (TB) 1.024 Gbytes Questões UFF-JUCEES/2009) Em relação ao hardware, o soquete projetado para receber placas de expansão e conectá-las ao barramento de expansão do sistema é conhecido como: a) BIOS b) SLOT c) USB d) POST e) Filtro de linha Questões UFF-JUCEES/2009) Considere que um processador transfira dados a 64 bits por vez utilizando um clock de 100 MHz. Esse processador terá taxa de transferência máxima teórica (em MB/s) de: a) 800 MB/s b) 6400 MB/s c) 0.64 MB/s d) 80 MB/s e) 640 MB/s 5