Noções de Hardware André Aziz (andreaziz.ufrpe@gmail.com) Francielle Santos (francielle.ufrpe@gmail.com) 1
Conceitos Básicos Gerações de Hardware Tipos de computadores Partes do Microcomputador Periféricos Armazenamento de dados DEINFO/UFRPE 2
Caracterizar e diferenciar as gerações de hardware; Reconhecer os tipos de computadores e seus propósitos; Entender o funcionamento da CPU; Caracterizar os diferentes tipos de memória; Reconhecer as partes do microcomputador e suas funções. Francielle Santos <francielle@deinfo.ufrpe.br> 13/11/2014 3
Computador Programa DEINFO/UFRPE 4
Segundo o dicionário Aulete: Aparelho eletrônico que funciona a partir de princípios matemáticos e pode ser programado para desempenhar tarefas variadas, como armazenar, buscar, processar, classificar, organizar, formatar e apresentar dados, inclusive impressos; Encarregado de fazer cômputos; CALCULISTA. DEINFO/UFRPE 5
Máquina composta por uma série de componentes e circuitos eletrônicos, capaz de receber, armazenar, processar e transmitir informações; Máquina implementada para processar dados ao comando de um usuário, gerando informações de seu interesse. DEINFO/UFRPE 6
Elemento que controla o processamento de dados; De acordo com um determinado propósito, e os dados de entrada fornecidos, orienta o trabalho do computador, para a obtenção da infomação relacionada. DADOS PROCESSAMENTO INFORMAÇÃO DEINFO/UFRPE 7
Válvulas Transistores Chips Microprocessadores Redes e Internet DEINFO/UFRPE 8
Antes do século XVIII: Ferramentas para cáculo e matemática como: 2000 A.C. Ábaco 600 D.C. Conceito do zero 1621 Réguas de Cálculo (Oughtred) 1694 Multiplicador mecânico (Leibniz) DEINFO/UFRPE 9
No século XIX: 1834 Máquina Analítica (Babbage) 1854 Álgebra Booleana (Boole) DEINFO/UFRPE 10
No século XX: A história dos computadores foi organizada em 5 gerações de acordo com a tecnologia presente na época. DEINFO/UFRPE 11
1940-1956 Impulsionados pela 2ª guerra mundial (mensagens codificadas); Válvulas serviam como interruptores eletrônicos; Entrada de dados através cartões perfurados; Saída de dados impressa ou em sequências de lâmpadas acesas/apagadas; Exemplos: ENIAC, EDVAC, UNIVAC primeiro computador comercial. DEINFO/UFRPE 12
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1956-1965: Muito mais baratos, confiáveis e menores do que as válvulas; Entrada de dados ainda por cartões perfurados; Memória para armazenar dados; Surgimento da IBM; Exemplos: IBM 7094, NCR, CDC 6600. DEINFO/UFRPE 14
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1966-1971: Mais conhecidos como CHIPs; Compostos por centenas de transistores; Surgimento dos minicomputadores; Primeiros teclados e monitores; Exemplos: IBM 360, Cray I, Intel 4004 primeiro processador de 4 bits DEINFO/UFRPE 16
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Surgem com o aumento do poder de integração nos chips Consiste de uma CPU (Control Process Unit) inteira, dentro de um único chip Escalas de integração: número de circuitos que se pode colocar em um único chip: 1970 - LSI, Large Scale Integration 1975 - VLSI 1980 - ULSI DEINFO/UFRPE 18
Com o aumento da capacidade dos computadores, o processo distribuído foi disseminado Persiste até os dias atuais Surgimento da internet: Financiado pela Força Aérea americana Projeto ARPANET, com a definição do protocolo TCP/IP (1973) DEINFO/UFRPE 19
chips ENIAC, UNIVAC Minicom putadores Transistor es Circuitos Integrados 1966-1971 Microproces sadores 1972 - Redes e internet 1973 - Processos distribuídos Memória para dados Válvulas 1940-1956 1956-1965 Confiabilidade Custo DEINFO/UFRPE 20
Supercomputador Mainframe Minicomputador Estação de Trabalho Computador Pessoal DEINFO/UFRPE 21
Pode executar centenas de milhões de instruções por segundo. HECToR : Realiza até 63 trilhões de cálculos por segundo; Localizado no centro de computação avançada da Universidade de Edinburg, na Inglaterra; Potência de 12 mil PCs. DEINFO/UFRPE 22
Computador com uma grande memória e processamento rápido; Suporta centenas ou milhares de usuários ao mesmo tempo; A natureza de suas aplicações requer grande poder computacional: Aplicações científicas, militares DEINFO/UFRPE 23
Computador de médio porte; Suporta centenas de usuários ao mesmo tempo, através do uso de terminais; A natureza de suas aplicações requer poder computacional médio: Uso em universidades, projetos de pesquisa, fábricas DEINFO/UFRPE 24
Computador de pequeno a médio porte; Suporta um único usuário por vez; Mais robusto do que um computador pessoal; Customizado para aplicações específicas de um determinado contexto de trabalho. DEINFO/UFRPE 25
Também conhecido como PC, microcomputador; Computador de pequeno porte; Voltado para um usuário; Baseado em um microprocessador; Pode ser portável: Desktops, notebooks, netbooks. DEINFO/UFRPE 26
Classificação quanto ao porte e utilização Computador pessoal Minicompu tador Supercompu tador Estação de Trabalho Mainframe Fonte: Gandon, 1999 DEINFO/UFRPE 27
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Conhecido também como Computador Pessoal ou PC (Personal Computer); Equipamento que possui uma série de circuitos eletrônicos capazes de interpretar e executar instruções; Interage com usuário através de dispositivos de entrada e saída; Utilizado para entretenimento, negócios, educação, pesquisa, etc... DEINFO/UFRPE 29
Do ponto de vista externo, é dividido em: Dispositivos de entrada: Teclado, mouse, scanner, rede, leitores óticos DEINFO/UFRPE 30
Do ponto de vista externo, é dividido em: Dispositivos de saída: Som, monitores, rede, impressoras DEINFO/UFRPE 31
Do ponto de vista externo, é dividido em: Dispositivos de armazenamento: CDs, DVDs, pen-drives, HDs externos, etc DEINFO/UFRPE 32
Do ponto de vista interno: Dispositivos de armazenamento: Discos, drive DVD, memórias... DEINFO/UFRPE 33
Do ponto de vista interno: Dispositivos de processamento: Processador principal, chipset, processador gráfico... DEINFO/UFRPE 34
Do ponto de vista interno: Dispositivos placas e periféricos: Placa mãe, placas de som, rede, vídeo... DEINFO/UFRPE 35
Do ponto de vista interno: Dispositivos de energia e resfriamento: Fonte de alimentação, coolers... DEINFO/UFRPE 36
Também conhecido como processador ou CPU: Realiza o processamento dos dados. Responsável pela interpretação e execução das instruções: Instruções presentes nos programas. Possui duas unidades principais: Unidade de controle; Unidade de processamento. DEINFO/UFRPE 37
Fonte: http://ci.ufpel.edu.br/treinamento/apostilas/nocoes_de_informatica/computador.pdf CPU Unidade de Controle Unidade de Processamento Entrada Determina a interpretação e execução das instruções e controla o fluxo de dados Recebe os dados da memória para processá-los quando uma instrução aritmética ou lógica é executado Saída Memória Principal Memória Secundária Periféricos DEINFO/UFRPE 38
Processadores executam em média mais de 1 uma instrução por ciclo de relógio: Num processador de 2,8 GHz, o ciclo do relógio é de: 2,8GHz 1 2,8 G s 3,57 10 Um piscar de olhos dura cerca de 100 milésimos de segundo: 10 Nesse tempo o processador executa cerca de 1 bilhão de instruções s DEINFO/UFRPE 39
Processadores multi-core: União de vários processadores em um único chip; Capacidade de executar vários programas simultaneamente; Variam de 2 a dezenas de cores: Intel Core 2 duo, Intel Core 2 quad, AMD X2; Intel Core i3. i5. i7. DEINFO/UFRPE 40
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Responsável por armazenar os dados e ou programas que serão processados pela CPU. Organizada e acessada em bytes: Unidades de medida KB, MB, GB, TB... Podem ser de acesso randômico ou sequencial; Dividida em dois grandes grupos: Memória Principal; Memória Secundária. DEINFO/UFRPE 42
Responsável por guardar os dados e programas que estão sendo processados pela CPU; Volátil: apaga quando o computador for desligado; Mais cara e rápida (chips de silício); Ex: RAM Random Access Memory DEINFO/UFRPE 43
Memória pequena, altíssima velocidade e muito cara; Diminui o tempo de acesso aos dados na memória principal; Possui um subconjunto dos dados presentes na memória principal; Construída dentro do chip do processador; DEINFO/UFRPE 44
Responsável por armazenar dados e programas que não estão sendo processados pela CPU; Permanente: não apagam quando o computador for desligado; Mais barata e lenta (discos e flash); Ex: HD (hard disk), BIOS (flash); DEINFO/UFRPE 45
Memória Semicondutora Disco Rígido, RAID Fita Magnética Discos Óticos, CD, DVD DEINFO/UFRPE 46
Conhecida também como mainboard ou motherboard; Placa de circuito impresso, que serve como base para a instalação dos demais componentes de um computador como processador, memória, discos, fonte, etc... Periféricos podem ser: on-board: periféricos integrados na placa mãe; off-board: periféricos adicionados por placas auxiliares. DEINFO/UFRPE 47
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Slots para memória RAM DEINFO/UFRPE 49
Slot para processador e cooler DEINFO/UFRPE 50
Slot placa de vídeo DEINFO/UFRPE 51
Conectores para HD SATA DEINFO/UFRPE 52
Chipset DEINFO/UFRPE 53
Slots PCI Periféricos off-board DEINFO/UFRPE 54
Conectores para CD/DVD DEINFO/UFRPE 55
Conectores para Alimentação Elétrica DEINFO/UFRPE 56
Conectores para USB, Monitor, Som, Wifi, Ethernet DEINFO/UFRPE 57
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Responsável por enviar as informações de imagem para o monitor; Possui um processador gráfico (GPU) dedicado ao tratamento de imagens: Também possui memória dedicada; Uma boa placa de vídeo é indispensável para jogos e aplicações que trabalham com vídeo e imagens. DEINFO/UFRPE 59
Hardware que permite aos computadores conversarem entre si através da rede; Função principal é controlar todo o envio e recebimento de dados através da rede; Possuem várias taxas de transmissão de dados (bits/seg): 10/100/1000/10000Mbps 10bps é aproximadamente 1Bbps (byte/seg) DEINFO/UFRPE 60
Dispositivo de armazenamento de dados mais utilizado; Geralmente compostos por discos magnéticos; Armazena todos os arquivos existentes no computador, incluindo sistema operacional e dados do usuário. Os dados são acessados diretamente através da cabeça de leitura. DEINFO/UFRPE 61
Preparação do disco para receber os dados: Formatação física: Realizado na fábrica; divide o disco em cilindros, trilhas e setores; Formatação lógica: Realizado pelo sistema operacional para organizar a maneira como os arquivos são guardados no disco; Ex: NTFS e FAT (windows), EXT2/3/4 e ReiserFS (linux). DEINFO/UFRPE 62
CD Compact Disc Disco de acrílico sobre o qual é impressa uma espiral reflexiva de aprox. 5,6 km; As informações são gravadas em furos (bits); Pontos claros e escuros; Leitura realizada por um laser; Alta fidelidade e capacidade de armazenamento (aprox. 700MB); DVD Digital Video Disc Melhor capacidade ótica e de compressão de dados; Capacidade de aprox. 4,7 GB; DEINFO/UFRPE 63
Mais comum é a pen-drive; Cartões SD, MD, etc... Dispositivo de armazenamento constituído por uma memória flash: Mais compactas, rápidas, baixo consumo de energia; Memória flash equipa alguns do HDs: Maior resistência a quedas DEINFO/UFRPE 64
Conceitos Básicos Gerações de Hardware Tipos de computadores Partes do Microcomputador Periféricos Armazenamento de dados DEINFO/UFRPE 65
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Noções de Software DEINFO/UFRPE 67
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