ARQUITETURA E ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES Prof. André Dutton
EMENTA: Conceitos fundamentais e histórico da ciência da computação; Histórico dos computadores, evolução e tendências; Modalidades de computadores e de processamento, processamento de dados, o computador nas empresas, centros de informação; Representação de dados; Noções básicas sobre arquitetura e organização de computadores; A memória do computador; A unidade Central de Processamento. Unidades de Entrada/Saída: teclado, monitor, caracteres magnéticos, unidade de disco, CD-ROM, código de barras, mouse, scanner, modem etc; Software: descrição e classificação; Linguagens de programação; Arquivos e registros; Linguagens, compiladores, inteligência artificial, linguagem orientada a objetos; Organização da informação: arquivos, registros, operações, chaves, métodos de acesso, banco de dados; Teleprocessamento: comunicação de dados, meios de transmissão, transmissão digital e analógica, faixas de freqüências, modos de transmissão, velocidade, modulação, redes de comunicação de dados, redes locais etc; Peopleware: profissionais que trabalham com a tecnologia da informação; Sistemas: tipos e elementos dos sistemas, interfaces, abordagem sistêmica, análise estruturada, projeto estruturado, tecnologia orientada a objetos, medidas de segurança; Redes de computadores e internet e seus principais componentes de hardware e software; A informática nas empresas e suas aplicações; Conceitos básicos das principais áreas de pesquisa utilização da informática, como banco de dados, inteligência artificial, computação gráfica, teoria da computação, engenharia de software, tecnologia da informação, etc.
OBJETIVOS: Compreender as unidades básicas dos computadores; Compreender a evolução da computação no mundo moderno; Caracterizar computadores e sistemas computacionais Reconhecer computadores e seus componentes básicos; Identificar potencialidades de uso da computação; Caracterizar os diversos ramos da computação e sua utilização nos ambientes empresariais; Aplicar conhecimentos a situações práticas de utilização de computadores
CONTEÚDO PROGRAMÁTICO UNIDADE I Organização e arquitetura/estrutura e função Evolução e desempenho do computador/histórico Componentes/função do computador/estrutura/pci UNIDADE II Memoria: cache/interna/externa Entrada e saida/dispositivos/ acesso direto a memoria Suporte/ escalonamento/gerenciamento UNIDADE III Unidade logica [ALU]/ representação/instruções e operadores Endereçamento/instruções 32 e 64 bits UNIDADE IV Processador Atividades Conjunto de instruções/hardware Suporte ao sistema operacional
06/02/2014 APRESENTAÇÃO DO PLANO DE AULA/CRONOGRAMA - ORGANIZAÇÃO E ARQUITETURA/ESTRUTURA E FUNÇÃO 13/02/2014 EVOLUÇAO E DESEMPENHO DO COMPUTADOR/HISTORICO 20/02/2014 COMPONENTES/FUNÇAO DO COMPUTADOR/ESTRUTURA/PCI 27/02/2014 ATIVIDADES 06/03/2014 MEMORIA: CACHE/INTERNA/EXTERNA 13/03/2014 ENTRADA E SAIDA/DISPOSITIVOS/ ACESSO DIRETO A MEMORIA 20/03/2014 SUPORTE/ ESCALONAMENTO/GERENCIAMENTO 27/03/2014 ATIVIDADES 03/04/2014 REVISÃO GERAL 10/04/2014 AVALIAÇÃO AN1 17/04/2014 UNIDADE LOGICA [ALU]/ REPRESENTAÇAO/INSTRUÇOES E OPERADORES 24/04/2014 ENDERAÇAMENTO/INSTRUÇOES 32 E 64 BITS 01/05/2014 FERIADO 08/05/2014 PROCESSADOR 15/05/2014 ATIVIDADES 22/05/2014 CONJUNTO DE INSTRUÇOES/HARDWARE 29/05/2014 SUPORTE AO SISTEMA OPERACIONAL 05/06/2014 ATIVIDADES 12/06/2014 REVISÃO GERAL + ATIVIDADES 19/06/2014 AVALIAÇÃO AN2 26/06/2014 RESULTADO FINAL
SISTEMA OPERACIONAL Também chamado de sistema operativo é um programa com finalidade de gerenciar os recursos do sistema, fornecendo uma interface entre o computador (hardware) e o usuário.
OS FINALIDADES BASICAS Inicializar o Hardware do sistema Fornecer rotinas básicas para controle de dispositivos Fornece gerencia, escalonamento e interação de tarefas Mantem a integridade do sistema
A COMPUTAÇÃO ERA SEM FORMA E VAZIA
1ª GERAÇÃO 1792-1871 Charles Babbage- Primeiro Computador digital projetado. 1945-1955 Válvulas e Painéis de programação- Computadores com relés mecânicos mais tarde substituídos por válvulas.
2ª GERAÇÃO 1955-1965 Transistores e Sistemas em Lote (batch). Os computadores começaram a ser fabricados em pequena escala. Mainframes IBM 1401 E IBM 7094
3ª GERAÇÃO 1965-1980, havia duas linhas de produção de computadores. IBM System/360 mais tarde foram lançados as series 370, 4300, 3080, 3090
4ª GERAÇÃO 1974- Intel lança a primeira CPU de 8bits 1977-CP/M programa de controle para PC 1980 Computadores Pessoais Circuitos desenvolvido em larga escala LSI IBM lança o IBM PC com OS MS-DOS derivado do UNIX 1983- IBM PC/AT foi lançado com CPU 80286 com OS MS-DOS 1988 Apple Macintosh
1995 Windows 95 1998 Windows 98 mais tarde surge o Windows NT baseado em 32bits 1999 Windows NT passa a se Chamar Windows 2000 2000 uma nova versão do Windows 98 e lançada o Windows Me 2001 o Unix começa a ganhar força no mercado nos servidores Windows XP OS X 2004 Começa a distribuição do Ubuntu 2006- Windows Vista 2007- IOS 2008 Android 2009-Windows 7 2011-Chrome OS 2012 Windows 8
1ª. Geração: os programadores desenvolviam o programa e as funções que, atualmente, estão sob a supervisão do S.O; 2ª. Geração: o sistema de processamento em lote, que constituía no armazenamento prévio de diversos jobs para serem processados sequenciamente no computador, marcou esta geração. Um job só iniciava seu processamento quanto o seu antecessor terminava; 3ª. Geração: desenvolvimento do conceito de multiprogramação, ou seja, a partição da memória do computador em diversas parcelas para que múltiplos jobs pudessem ser executados, dando a sensação para o usuário de um paralelismo não existente. Por exemplo, enquanto um job esperava por uma operação de E/S (potencialmente mais demorada), a CPU poderia realizar o processamento de outro job já armazenado na memória; 4ª. Geração: com o surgimento das estações de trabalho e dos computadores pessoais, o desenvolvimento de interfaces gráficas se torna comum. As redes de
SISTEMAS OPERACIONAIS SERVIDORES MULTIPROCESSADORES PC TEMPO REAL EMBARCADOS CARTÕES INTELIGENTES
O OS esta ligado diretamente com o Hardware do Computador no qual ele é executado. CPU MEMORIA CONTROLAD OR DE VIDEO CONTROLAD OR DE TECLADO CONTROLAD OR DE DISCO BARRAMEN TO
CPU MEMORIA CONTROLAD OR DE VIDEO CONTROLAD OR DE TECLADO CONTROLAD OR DE DISCO BARRAMEN TO CPU responsável por grande parte do processamento. Busca instruções na memória e as executa
CPU MEMORIA CONTROLAD OR DE VIDEO CONTROLAD OR DE TECLADO CONTROLAD OR DE DISCO BARRAMEN TO Este componente desempenha uma função extremamente importante em qualquer sistema.
CPU MEMORIA CONTROLAD OR DE VIDEO CONTROLAD OR DE TECLADO CONTROLAD OR DE DISCO BARRAMEN TO O sistema além de utilizar o CPU e gerenciar a Memoria. Os dispositivos de E/S também trabalham em conjunto com o sistema operacional.
CPU MEMORIA CONTROLAD OR DE VIDEO CONTROLAD OR DE TECLADO CONTROLAD OR DE DISCO BARRAMEN TO Existem vários tipos de barramentos usados pelo sistemas operacionais da atualidade, tem como função transferir dados entre os hardwares.
CACHE LEVEL 2 CPU MEMORIA PONTE PCI USB PONTE ISA T E C L A D O M O U S E m O D E M SOM
CONCEITOS SOBRE OS Praticamente todos os Sistemas Operacionais tem processos em comum como: processamento, memória e arquivos o que torna os sistemas operacionais muito semelhantes na sua utilização.
PROCESSOS Um processo é basicamente um programa em execução, associado a cada processo esta o seu espado de endereçamento.
DEADLOCKS O Deadlock ocorre quando dois ou mais processos entram em uma situação da qual não conseguem sair. Como um engarrafamento no transido.
GERENCIAMENTO DE MEMORIA Todo sistema operacional possui uma memória principal que e usada para guardar os programas em execução.
Conhecida também como MotherBoard, é a maior e principal placa do computador, pois é responsável em interligar todos os dispositivos do computador.
Os barramentos são responsáveis em realizar conexões entre os dispositivos e o processador através da placa mãe. Endereços de I/O (Entrada e Saída); Controlador de Interrupções (IRQ); DMA Acesso Direto à Memória.
Os barramentos de expansão são muito utilizados para expansão e atualização de recursos que influenciam no desempenho do computador. Existem vários barramentos: Barramento ISA Barramento PCI Barramento AGP Barramento PCI Express Barramento USB Esses são alguns exemplos de barramentos, mas iremos conhecer um pouco mais sobre eles nos próximos slides.
Esse barramento foi o primeiro modelo a surgir e operava a 8 bits. Mas esse barramento foi expandido e passou a operar a 16 bits. Hoje não encontramos esse modelo de barramento nas novas placas mães.
O PCI foi desenvolvido para substituir o PCI. Ele está presente em todas as placas mãe atuais. Esse barramento opera com 32 ou 64 bits que pode variar de acordo com a freqüência de operação da placa mãe.
Esse barramento foi desenvolvido para solucionar o problema de desempenho que era encontrado no barramento PCI com a utilização das placas de video. Ele trabalha com 32 bits de dados e com uma freqüência de 66MHz. Com isso atingindo uma taxa de transferência maior que o barramento PCI.
Este tipo de barramento é fisicamente maior que o AGP, embora aceite a instalação de placas de vídeo AGP. A única diferença entre o AGP e AGP Pro é que ele possui maior número de linhas de alimentação elétrica.
Este barramento surgiu devido a necessidade de uma larga faixa de interconexões. Esse barramento possui dois tamanho, o tamanho de 1x e o de 16x que pode chagar a trabalhar até 4GB/s.
Este barramento é utilizado em placas mães que possui modem e som on-board. Estes dispositivos não possui processamento próprio, assim depende do processador para realizar as suas tarefas, diminuindo o desempenho do computador.
Este barramento é parecido com o AMR, sendo que é utilizado para instalação de placas de rede. Este barramento também depende do processador para o seu funcionamento, assim diminuindo o desempenho do computador.
Este barramento foi criado para resolver o problema de padronização dos dispositivos externos computador. Em cada porta podem ser conectados até 127 dispositivos diferentes. Existem duas versões desse barramento: USB 1.1 e a versão USB 2.0.
Este barramento surgiu para atender uma necessidade de transferência ainda maior que o USB não suportava. Este tipo de barramento também existe duas versões: IEEE 1394a e o IEEE 1394b