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Arquitetura e Organização dos Computadores

Faculdade Ieducare

Professor: Rhyan Ximenes

2 º Semestre – Sistemas de Informação

Arquitetura e Organização dos Computadores 1

Objetivos de hoje

• Ementa;• Avaliação;• Iniciação Científica• Revisão de Conceitos;• Introdução;


Iniciação Científica• O que é isso?• Como posso participar?• O que ganho com isso?• Qual a importância disso na minha vida acadêmica?• Como fica o meu currículo quando participo desses

eventos?• Quem eu devo procurar para participar de algum desses

eventos?• Como funciona?• O que devo produzir?• Tem certificado de participação?• Tem prêmio?


Ementa• Revisão de Conceitos• Sistemas de numeração: Binários, octais e hexadecimais;• Operações com sistemas de numeração;• Representação de dados ; • Organização básica de computadores: Von Neumann; unidades funcionais e ciclo

de instrução. • Hardware dos Computadores (memória, CPU, barramento, e dispositivos de E/S). • Arquitetura de processadores: ULA, UC, Registradores. • Arquiteturas RISC e CISC• Memórias RAM, ROM, CMOS e dispositivos de memória auxiliar; • Sistemas mono e multiprocessador;• Unidades de entrada e saída;• Periféricos de entrada e saída, Bios e sequência de inicialização do computador;


Ementa• Fontes de alimentação: padrões e manutenção. • Sistemas de armazenamento de dados e sistema de arquivos; • Placas mãe e Barramentos ISA, IDE, ATA, SATA e SCSI; • Sistemas Operacionais: conceitos básicos, funções e objetivos. • Eletricidade e Eletrônica Digital para Informática (Álgebra Booleana); • Interrupções; • Linguagens de baixo nível e assembly;• Conceitos de programação em linguagem de baixo nível.


• Avaliação- Provas teóricas (AP1 e AP2);- Listas de exercícios(L1, L2 e L3);- Seminário (AP3);

• NAF – Todo o conteúdo;• Cuidado com a frequência.

- Cumprir >= 75% de frequência;- Direito a 25% de ausência;

• 15 encontros de 4 aulas = 60 aulas.

Arquitetura e Organização dos Computadores

Sujeito a modificações.

Segurança de Dados 6

Dúvidas

Segurança de Dados 7

Revisando alguns conceitos

Fundamentais


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História e evolução de computadores

• 1ª Geração – Válvulas (1942-1952) – Consumiam bastante enérgia, esquentavam bastante. Executam 1 bilhão de somas em 23 dias. CARTÕES PERFURADOS

Válvulas

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ENIAC

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Histórico dos processadores

• 2ª Geração – Transistores – (1952 – 1964) – Os núcleos de ferrite, fitas e tambores magnéticos passam a ser usados. Executavam 1 bilhão de soma em 23 horas.

Transistores

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• 3ª Geração – Circuitos Integrados (1964- 1982). 1 bilhão de somas em menos de 1 minutos.

Circuito Integrado - CI

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• 4ª Geração – Circuitos Integrados em alta escala (1982- dias atuais). Computadores em todas as áreas do conhecimento. Executam 1 bilhão de soma em menos de um segundo.

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• 5ª Geração – Computação Óptica, biochips, nanotecnologia (Futuro).

O Futuro - O Computador Quântico

• Como funciona?- Em lugar dos tradicionais microprocessadores de chips desilício, um dispositivo baseado em propriedades físicas dosátomos, como o sentido de giro deles, para contar números um ezero (qubits), em vez de cargas elétricas como nos computadoresatuais.


O Futuro - O Computador Quântico

• Outras características:- Os átomos também podem se sobrepor, o que permite ao equipamento processar equações muito mais rápido.- Os elementos básicos dos computadores quânticos são os átomos e as moléculas;


Conceitos iniciais

• � Informática;• � Computação;• � Processamento de dados.


Informática

• O termo informática foi inventado na década de 60 na França, juntando-se os termos,

• INFORMAÇÃO + AUTOMÁTICA= INFORMÁTICA;

• Ciência que trata sobre as formas e equipamentos de obtenção de informação por qualquer meio automático, independente que este meio seja o computador ou não.


exemplo: calculadora, celular, etc.

Computação

• Preocupa-se com a obtenção de informação onde o objeto de processamento é o computador, estudando a arquitetura das máquinas (hardware) e seu nível lógico (software)

• Ciência que estuda os computadores e suas aplicações.


Processamento de dados

• O processamento da informação engloba três componentes.


Processamento de dados• HARDWARE: Parte física do computador, ou seja, toda

a parte que pode tocada, concreta.• Exemplo: o mouse, o teclado, monitor de vídeo, o

gabinete, etc.• SOFTWARE: Parte lógica do computador, formada por

programas, arquivos e códigos.• Exemplo: os programas aplicativos como o Word, Excel,

PowerPoint, os sistemas operacionais• como o Windows, Linux, etc.• PEOPLEWARE: Pessoas capazes de conduzir a operação

do hardware e software de um computador.


Dados x Informação

• Dado: É a matéria prima para a informação.• Informação: É o conhecimento extraído através dos

dados.• Processamento de dados: Processo pelo qual passam

os dados para obtenção da informação.


Representação da Informação

• Os símbolos do “alfabeto”;• Os seres humanos usam as letras do alfabeto,

os algarismos e outros( sinais de pontuação,operadores aritméticos, etc.).


Representação da Informação

• Os computadores usam 2 níveis de sinal elétrico, o que corresponde a um alfabeto com apenas 2 símbolos, também designado por dígitos binários, ou BINARY + DIGIT = BIT.

• Para cada informação, o computador utiliza diversos 0 e 1 seguidos;

• Unidade padrão de medida na informação é o byte (Bynary + Term = Byte), que é composto de 8 bits.

• Exemplo: G 01011100 ByteArquitetura e Organização dos

Computadores 24

Grandeza utilizadas na Informática


Taxa de transferência

• O bit e o byte deram origem a mais duas unidades de grandeza: bps (bit por segundo) e o B/s (byte por segundo);

• Ambas pertencem à grandeza “taxa de transferência” e também são responsáveis por boa parte das reclamações recebidas nas centrais de atendimentos das empresas prestadoras de serviços de Internet.


Taxa de transferência

• A reclamação mais comum é: “Eu comprei um serviço de 800 K, mas meus downloads não passamdos 80 K!”. Bom, o ‘k’, nessa situação, é apenas um prefixo para as unidades Kbps (kilobits por segundo) ou KB/s (kilobytes por segundo).


Entendo melhor

• SERVIÇO CONTRATADO 800 Kbps• Para saber quanto vale 800 kbps em KB/s,

basta dividir o valor por 8.• Como parte dos bits é usado para controle de

fluxo, então a taxa de download fica em torno de:


Fique esperto

• Você já deve ter ouvido ou visto propagandas do tipo: “Internet de 5 mega por apenas R$x,xx!”.

• Esse é um erro cometido pela maioria das empresas que prestam serviços de Internet.

• A expressão “5 mega” leva muitos usuários a contratarem o serviço pensando que vão ter uma conexão de 5 megabytes por segundo, quando na verdade são 5 megabits por segundo.


HD de 80 giga? Mas só aparecem 74,6 GB! Fui enganado?

• É muito comum encontrar em fóruns e sites usuários com a mesma dúvida: “Por que só aparecem 74,6 GB disponíveis no meu HD se eu comprei um disco de 80 GB?”. Quem nunca teve essa dúvida?

• Bom, a resposta é bem simples. No mundo da informática 1 KB = 1024 bytes. Mas, os fabricantes de HDs adotam 1 KB = 1000 bytes.


Tabela


Tabela de conversão das unidades


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Componentes básicos de um computadores

• LEGENDA:• 01- Monitor• 02- Placa-Mãe• 03- Processador• 04- Memória RAM• 05- Placas de Rede, Som,

Vídeo, Fax...• 06- Fonte de Energia• 07- Leitor de CDs e/ou DVDs• 08- Disco Rígido (HD)• 09- Mouse (ou Rato)• 10- Teclado

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Principais componentes do sistema central

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Processadores

• No passado, os processadores eram constituídos de elementos discretos e ocupavam grandes espaços físicos;

• Com o advento da microeletrônica, a válvula foi substituída pelo transistor, e este por sua vez, permitiu integração em alta escala, originando os microprocessadores.

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Processadores

• Trabalham apenas com linguagem de máquina (lógica booleana);

- Busca e execução de instruções existentes na memória;- Os programas e os dados que ficam gravados no disco

(disco rígido ou disquetes), são transferidos para a memória;

- Uma vez estando na memória, o processador pode executar os programas e processar os dados;

- Controle de todos os chips do computador.

Características:

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CPU ou UCP (Processador)

É a parte responsável pelo processamento das informações no computador, compreende os barramentos e o

processador.

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CPU ou UCP (Processador)

• Fisicamente falando é uma pastilha de silício onde concentra-se uma grande quantidade de circuitos de alta velocidade e desempenha a principal função do computador:- Computar, processar, calcular.

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Como é dividido?

• UC – Unidade de Controle que controla o funcionamento da Unidade Lógica e Aritmética e da Memória

• Distribui e organiza tarefas, transfere informações da entrada para a memória e da memória para a saída.

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Como é dividido?

• ULA – Unidade Lógica e Aritmética é responsável pelas operações elementares de (soma, subtração, multiplicação e divisão) e pelas decisões lógicas (isto é, comparações; por exemplo, decidir se 5<= 3 ou se 5 > 3)

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Como é dividido?

• Registrador - É um tipo de memória de pequena capacidade, porém muito rápida, contida na CPU, utilizada no armazenamento temporário durante o processamento;

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Para que servem?

• São utilizados na execução de programas de computadores, disponibilizando um local para armazenar dados;

• Na execução das instruções de um programa, os dados são movidos da memória principal para os registradores;

• As instruções que utilizam estes dados são executadas pelo processador e, finalmente, os dados são movidos de volta para a memória principal.

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ARQUITETURA RISC e CISC

Processadores RISC X Processadores CISC

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ARQUITETURA RISC• Reduced Instruction Set Computer ou Computador com um

Conjunto Reduzido de Instruções (RISC) ;• É uma linha de arquitetura de processadores que favorece um

conjunto simples e pequeno de instruções que levam aproximadamente a mesma quantidade de tempo para serem executadas;

• A maioria dos microprocessadores modernos são RISCs;

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ARQUITETURA RISC• Processadores muito mais velozes do que os processadores comuns

(CISC);• O termo Conjunto Reduzido de Instruções refere-se ao número de ciclos

de clock que o processador leva para selecionar uma instrução;• Os processadores RISC são capazes de executar apenas algumas poucas

instruções simples;• Os chips baseados nesta arquitetura são mais simples e muito mais

baratos;• Possuem um menor número de circuitos internos, podem trabalhar a

freqüências mais altas;

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PRINCIPAIS MODELOS DE PROCESSADORES

Faça uma pesquisa sobre os principais modelos deProcessadores, seus fabricantes e famílias.

OS MAIS ATUAIS DO MERCADO.

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