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Prof. José Minuncio Neto 1

Fundação Educacional de BarretosFundação Educacional de BarretosFaculdade de EngenhariarmaçãoFaculdade de Engenhariarmação

INTRODUÇÃO À COMPUTAÇÃOINTRODUÇÃO À COMPUTAÇÃO

Prof. José Minuncio NetoProf. José Minuncio Neto


Tópicos de Tópicos de HardwareHardware


Introdução à ComputaçãoIntrodução à Computação

Tipos de Hardware

A CPU

Memória

Como se mede a memória

Dispositivos de entrada e saída

Dispositivos de armazenamento

Olhando por dentro do computador. . . . .Olhando por dentro do computador. . . . .




Tipos de Hardware

Os dispositivos de “hardware” de um computador podem ser dividos nas seguintes categorias:

• Processador (Processor)

• Memória (Memory)

• Dispositivos de Entrada e Saída (E/S) - (Input and

output (I/O) devices)

• Dispositivos de Armazenamento (Storage devices)



0100101001101010

011011111000111110000000


Tipos de Hardware



O procedimento que transforma dados “brutos” em informações úteis é chamado de processamento. Esta tarefa é dividida entre o processador e memória do computador.

O processador é também chamado de Unidade Central de Processamen-to (UCP – CPU). Ele é responsá-vel pelo geren-ciamento de todos os dispositivos e pelo processamento dos dados.

A CPU consiste de um ou mais “chips” colocados no circuito principal da placa, ou seja, a motherboard (placa-mãe)

Olhando por dentro do microcomputador: Olhando por dentro do microcomputador: A CPU



GabineteGabineteOlhando por dentro do microcomputador: Olhando por dentro do microcomputador: A CPU

Responsável por armazenar os componentes internos Responsável por armazenar os componentes internos do computador, tais como: placa-mãe, disco rígido, do computador, tais como: placa-mãe, disco rígido, placas de extensãoplacas de extensão..

No gabinete está acopladaNo gabinete está acopladauma fonte de alimentaçãouma fonte de alimentaçãode energia elétrica.de energia elétrica.

Pode ser do tipo torre,Pode ser do tipo torre,mini-torre ou mini-torre ou desktopdesktop..


Introdução à ComputaçãoIntrodução à ComputaçãoHardware – Placa-mãeHardware – Placa-mãe

Placa-mãe ou Placa-mãe ou MotherboardMotherboardPlaca interna que faz a conexão de uma grande Placa interna que faz a conexão de uma grande

quantidade de componentes, entre eles o quantidade de componentes, entre eles o processador e a memória.processador e a memória.



Placa-mãe ou Placa-mãe ou MotherboardMotherboard

Possui Possui slotsslots de expansão onde são encaixadas de expansão onde são encaixadas placas de controle de dispositivos, tipo placa de placas de controle de dispositivos, tipo placa de vídeo, de som, modem, etc.vídeo, de som, modem, etc.

Atualmente existem placas-mãe com característica Atualmente existem placas-mãe com característica on-boardon-board, isto é, na própria placa-mãe já estão , isto é, na própria placa-mãe já estão controladores de dispositivos tipo placa de som, controladores de dispositivos tipo placa de som, modem, etc.modem, etc.



Padrões de barramento das placas-mãe (Padrões de barramento das placas-mãe (SlotsSlots):):Padrão ISA – 8 ou 16 bitsPadrão ISA – 8 ou 16 bits

Padrão EISA – 32 bitsPadrão EISA – 32 bits

Padrão VESA Local Bus (VLBus) – 32 bitsPadrão VESA Local Bus (VLBus) – 32 bits

Padrão PCI – 32 bitsPadrão PCI – 32 bits

AGPAGP


Introdução à ComputaçãoIntrodução à ComputaçãoHardware - CPUHardware - CPU

Unidade Central de ProcessamentoUnidade Central de ProcessamentoCPU (CPU (Central Processing Central Processing Unit)Unit)

Responsável pelo processamento. Pode ser Responsável pelo processamento. Pode ser imaginada como o “cérebro” do computador.imaginada como o “cérebro” do computador.

““A Unidade Central é o ‘centro nervoso’ de A Unidade Central é o ‘centro nervoso’ de qualquer computador. Ela controla, dirige e qualquer computador. Ela controla, dirige e processa todos os dados introduzidos e produz a processa todos os dados introduzidos e produz a saída, na forma desejada, com auxílio do saída, na forma desejada, com auxílio do programa previamente introduzido”programa previamente introduzido”



Unidade Central de ProcessamentoUnidade Central de Processamento

Em um microcomputador, toda a CPU está Em um microcomputador, toda a CPU está contida em um minúsculo chip chamado contida em um minúsculo chip chamado microprocessador.microprocessador.

A CPU tem pelo menos duas partes básicas: a A CPU tem pelo menos duas partes básicas: a Unidade de ControleUnidade de Controle e a e a Unidade Lógico-Unidade Lógico-aritméticaaritmética..



Unidade de ControleUnidade de ControleDetermina a execução e interpretação das Determina a execução e interpretação das

instruções e controla o fluxo de dados.instruções e controla o fluxo de dados.Todos os recursos são gerenciados por uma Todos os recursos são gerenciados por uma

unidade de controle, cuja função é coordenar unidade de controle, cuja função é coordenar todas as atividades do computador.todas as atividades do computador.

A unidade de controle contém as instruções da A unidade de controle contém as instruções da CPU para executar comandos. O CPU para executar comandos. O Conjunto de Conjunto de InstruçõesInstruções, embutido nos circuitos, é uma lista , embutido nos circuitos, é uma lista de todas as operações que a CPU é capaz de de todas as operações que a CPU é capaz de executar.executar.



Unidade Lógico-aritméticaUnidade Lógico-aritmética

Recebe os dados da memória para processá-los Recebe os dados da memória para processá-los quando uma instrução aritmética ou lógica é quando uma instrução aritmética ou lógica é executada.executada.

Quando a unidade de controle encontra uma Quando a unidade de controle encontra uma instrução que envolve operações aritméticas ou instrução que envolve operações aritméticas ou lógicas, ela passa o controle para a ALU lógicas, ela passa o controle para a ALU ((Arithmetic Logic UnitArithmetic Logic Unit), que faz a operação ), que faz a operação aritmética ou lógica sobre os dados.aritmética ou lógica sobre os dados.



RegistradoresRegistradores

Registradores são dispositivos que servem como Registradores são dispositivos que servem como endereços para os operadores presentes em cada endereços para os operadores presentes em cada operação, além de outros propósitos especiais.operação, além de outros propósitos especiais.

O número de registradores em um computador é O número de registradores em um computador é função de cada modelo ( de uns poucos a mais função de cada modelo ( de uns poucos a mais de uma centena ).de uma centena ).



Velocidade de processamentoVelocidade de processamento

A velocidade com que é executado um A velocidade com que é executado um processamento costuma ser expressa através de processamento costuma ser expressa através de duas unidades: duas unidades: MIPSMIPS e e MFLOPSMFLOPS..

MIPS (Milhões de Instruções por segundo)MIPS (Milhões de Instruções por segundo)

Unidade utilizada em sistemas de uso geral, Unidade utilizada em sistemas de uso geral, onde instrução é qualquer processamento básico onde instrução é qualquer processamento básico feito pela CPU. feito pela CPU.



MFLOPS ou MEGAFLOPS (Milhões de MFLOPS ou MEGAFLOPS (Milhões de operações de ponto flutuante por segundo)operações de ponto flutuante por segundo)

Utilizada em sistemas onde há maior interesse Utilizada em sistemas onde há maior interesse em aplicações numéricas, tais como sistemas em aplicações numéricas, tais como sistemas científicos ou os de computação gráfica. científicos ou os de computação gráfica. Números reais são, também, chamados de Números reais são, também, chamados de números de ponto flutuante.números de ponto flutuante.

Supercomputadores têm seus desempenhos Supercomputadores têm seus desempenhos expressos em GFLOPS e, até, TFLOPS.expressos em GFLOPS e, até, TFLOPS.



Freqüência de Freqüência de ClockClock

A velocidade com que o microprocessador realiza A velocidade com que o microprocessador realiza suas pequenas atividades internas é determinada suas pequenas atividades internas é determinada por um relógio (por um relógio (clockclock). O relógio nada mais é ). O relógio nada mais é do que um oscilador externo ao do que um oscilador externo ao microprocessador, que gera pulsos a intervalos microprocessador, que gera pulsos a intervalos regulares de tempo. A cada pulso, uma ou mais regulares de tempo. A cada pulso, uma ou mais microoperações são realizadas.microoperações são realizadas.



Freqüência de Freqüência de ClockClock

A freqüência de A freqüência de clockclock não é uma medida segura não é uma medida segura para o desempenho de um microprocessador. para o desempenho de um microprocessador. Dependendo de sua arquitetura, um Dependendo de sua arquitetura, um microprocessador pode ser mais rápido que um microprocessador pode ser mais rápido que um outro com outro com clockclock de maior freqüência. de maior freqüência.

Ex: 200 MHz, 700 MHz, 1 GHz, etc....Ex: 200 MHz, 700 MHz, 1 GHz, etc....



MicroprocessadoresMicroprocessadores



Microprocessadores Microprocessadores Família IntelFamília Intel 8088/80888088/8088 8038680386 8048680486 PentiumPentium Pentium MMXPentium MMX Pentium PROPentium PRO Pentium IIPentium II CeleronCeleron Pentium IIIPentium III Pentium 4Pentium 4 ItaniumItanium



Microprocessadores Microprocessadores Família AMDFamília AMDK5K5K6K6K6-2K6-2K6-IIIK6-IIIDuronDuronAthlonAthlon


Introdução à ComputaçãoIntrodução à ComputaçãoHardware – CPUHardware – CPU

MicroprocessadoresMicroprocessadoresQuanto maior a velocidade de trabalho, maior a Quanto maior a velocidade de trabalho, maior a

quantidade de calor gerada. O calor é um dos quantidade de calor gerada. O calor é um dos principais problemas num processador. Para principais problemas num processador. Para sanar utiliza-se sanar utiliza-se coolerscoolers e dissipadores de calor. e dissipadores de calor.



• A memória também consiste de “chips” acoplados a motherboard.

• A memória retém os dados e as instruções de programa necessárias ao trabalho da CPU. Esta memória é chamada de Memória de Acesso Aleatório(Random Access Memory – RAM).

• A CPU é capaz de encontrar qualquerporção de dados na RAM, quando necessita destes para o processamento.

• A RAM é volátil, isto significa que elaé capaz de reter os dados somente enquanto está energizada. Quandoa energia é desligada, o conteúdo da RAM é perdido.

Olhando por dentro do microcomputador: Olhando por dentro do microcomputador: Memória


Introdução à ComputaçãoIntrodução à ComputaçãoHardware - MemóriaHardware - Memória

MemóriaMemória

A memória é um conjunto de circuitos onde o A memória é um conjunto de circuitos onde o microprocessador realiza dois tipos de microprocessador realiza dois tipos de operações: leitura e escrita. operações: leitura e escrita.

Sua principal finalidade é armazenar dados e Sua principal finalidade é armazenar dados e instruções.instruções.

A memória pode ser considerada como a A memória pode ser considerada como a “mesa/área de trabalho” do processador. “mesa/área de trabalho” do processador.



MemóriaMemória

A memória tem um tamanho finito, especificados A memória tem um tamanho finito, especificados em bytes (Kb, Mb, Gb).em bytes (Kb, Mb, Gb).

A memória pode ser dividida em memória RAM e A memória pode ser dividida em memória RAM e memória ROM.memória ROM.



MemóriaMemória



Memória RAM (Memória RAM (Random-Access MemoryRandom-Access Memory))

Memória de leitura e gravação.Memória de leitura e gravação.

Memória do tipo volátil, isto é, necessita de Memória do tipo volátil, isto é, necessita de energia elétrica constante para manter as energia elétrica constante para manter as informações.informações.

É a principal memória do computador.É a principal memória do computador.



Memória RAM (Memória RAM (Random-Access MemoryRandom-Access Memory))Na memória RAM estão os dados, instruções dos Na memória RAM estão os dados, instruções dos

programas e sistema operacional.programas e sistema operacional.

Cada posição de memória possui um endereço Cada posição de memória possui um endereço único.único.

A memória pode ser expandida adicionando novos A memória pode ser expandida adicionando novos ‘pentes’ de memória.‘pentes’ de memória.



Memória RAM (Memória RAM (Random-Access MemoryRandom-Access Memory))



Memória ROM (Memória ROM (Read-Only MemoryRead-Only Memory))

Memória apenas de leitura.Memória apenas de leitura.

Memória do tipo não-volátil, isto é, não necessita Memória do tipo não-volátil, isto é, não necessita de energia elétrica constante para manter as de energia elétrica constante para manter as informações.informações.



Memória ROM (Memória ROM (Read-Only MemoryRead-Only Memory))Um dos principais motivos pelos quais o computador Um dos principais motivos pelos quais o computador

precisa de ROM é para saber o que fazer quando o precisa de ROM é para saber o que fazer quando o computador é ligado. Entre outras coisas, a ROM computador é ligado. Entre outras coisas, a ROM contém um conjunto de instruções de inicialização que contém um conjunto de instruções de inicialização que verificam se o resto da memória está funcionando verificam se o resto da memória está funcionando adequadamente e procuram dispositivos de hardware e adequadamente e procuram dispositivos de hardware e um S.O.um S.O.

ROM BIOS – ROM BIOS – Read-Only Memory Basic Input Output Read-Only Memory Basic Input Output SystemSystem



Memória ROM (Memória ROM (Read-Only MemoryRead-Only Memory))



Memória Memória CacheCacheMemória de acesso muito rápido e pouco área de Memória de acesso muito rápido e pouco área de

armazenagem.armazenagem.

Agilizam o processamento.Agilizam o processamento.

Localizada entre o processador e a memória Localizada entre o processador e a memória principalprincipal

Tem-se Tem-se cachecache interna e externa ao processador. interna e externa ao processador.

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