TECNOLOGIA E SISTEMAS TECNOLOGIA E SISTEMAS DE INFORMAÇÃODE INFORMAÇÃOProf. Eduardo ArrudaProf. Eduardo Arruda

Curso deCurso deGestão FazendáriaGestão Fazendária

HardwareHardware

Dispositivos de Dispositivos de Processamento de Processamento de

InformaçãoInformação

Unidade 2Unidade 2

ObjetivoObjetivo

Fornecer umavisão geral sobretecnologia aplicada à construção de hardware, ou seja, computadores e outros dispositivos de processamento

ConceitoConceito

Hardware é oconjuntode componentes físicosque compõe um dispositivo de processamento

ConceitoConceito

Um dispositivo deprocessamento éum equipamento capaz de realizar processamento de dados

Dispositivo de Processamento

(Hardware)Dados deEntrada

Processamento de Processamento de dadosdados

Dados deSaída

Programa deComputador(Software)

ExemplosExemplos

Computadores demesa, portáteis, servidores de rede, mainframes, super-computadores, etc.

Handhelds, palmtops, tabletPCs, coletores de dados, etc.

ExemplosExemplos

Telefones celularesImpressoras,

tocadores de MP3, câmeras digitais, calculadoras, agendas, etc.

Componentes de Componentes de dispositivos de dispositivos de processamentoprocessamento

Atualmente osprincipaiscomponentes ativos dosdispositivos de processamento são implementados como circuitos integrados ou chips

Circuitos Circuitos IntegradosIntegrados

Um circuito integradoou chip é construídoa partir de um material semicondutor, normalmente o silício, um derivado da areia, sobre o qual são construídos transistores

TransistorTransistor

Transistores são oscomponentes maisbásicos de um circuito integrado ou chip

http://www.lsi.usp.br/~chip/como_funcionam.html

Funcionamento de Funcionamento de um transistorum transistor

Um transistor é umdispositivo binário

A lei de MooreA lei de Moore

Fonte: www.intel.com

Processamento de Processamento de dados bináriosdados binários

A combinação dediversos transistorespermite a criação de estruturas mais complexas Armazenamento de dados binários Processamento de dados binários

Circuito integrado Circuito integrado e encapsulamentoe encapsulamento

Circuitos integrados Circuitos integrados de arquitetura de arquitetura bináriabinária

Os chips baseiam-seem arquitetura binária

Binário: dois estados 0 e 1 ~ Sim e Não ~ Verdadeiro e Falso

Nos dispositivos eletrônicos 0 Volts e 5 Volts ~ 0 Volts e 3.3 Volts

Informação bináriaInformação binária

A menor quantidadede informaçãopossível é denominada bit (b)

Um bit representa um dos dois estados binários possíveis 0 e 1 ~ Sim e Não ~ Verdadeiro e Falso 0 Volts e 3.3 Volts

Seqüências de Seqüências de bitsbits

É possível contarapenas com doisdedos: dedo 0 e dedo 100 = 0000 0000 04 = 0000 010001 = 0000 0001 05 = 0000 010102 = 0000 0010 06 = 0000 011003 = 0000 0011 ...

Bits e BytesBits e Bytes

Um conjunto de 8 bitsé conhecido com 1Byte (B)

Com 1 B é possível representar um caracter, pois cada caracter está associado a um número

Representação de Representação de caracterescaracteres

Exemplos

Caracter 0 = 48 = 00110000 Caracter A = 64 = 01000000 Caracter B = 65 = 01000001 ...

Medidas de Medidas de quantidade de quantidade de informaçãoinformação

1 Byte (B) = 8 bits (b)1 KiloByte (KB) = 1.024 B1 MegaByte (MB) = 1.024 KB =

1.048.576 B1 GigaByte (GB) = 1.024 MB = 1.048.576

KB = 1.073.741.824 B

Arquitetura de um Arquitetura de um dispositivo de dispositivo de processamentoprocessamento

Processador

MemóriaPrimária

Dispositivos deEntrada

Dispositivos deSaída

MemóriaSecundária

MemóriaTernária

ProcessadorProcessador

Responsável pela efetivatransformação dos dadosde entrada em dados de saída

É o componente principal da arquitetura de um dispositivo de armazenamento

Atualmente os processadores são construídos como circuitos integrados (chips) e são conhecidos como microprocessadores

MicroprocessadoresMicroprocessadores

Microprocessadoressão utilizados emvariados tipos de dispositivos de processamento, desde computadores até telefones celulares

MicroprocessadoresMicroprocessadores

Existem duastecnologias básicas deconstrução de microprocessadores CISC, mais largamente utilizada em

computadores de uso pessoal (de mesa e portáteis)

RISC, utilizada em computadores servidores e em microprocessadores embarcados

Desempenho de Desempenho de MicroprocessadoresMicroprocessadores

A indústria estimula acomparação entre osdiferentes modelos de microprocessadores pela freqüência de funcionamento, medida em MHz ou GHz

A freqüência somente pode ser utilizada como fator de comparação entre processadores de mesma família

Microprocessadores Microprocessadores de computadores de de computadores de mesamesa

Intel Pentium® 4 – 2.8 GHz Pentium® III – 1.0 GHz Celeron® – 2.0 GHz

AMD AMD Athlon™ XP – 2800+ e 2700+ AMD Athlon™ – 1.4 GHz AMD Duron™ – 1.3 GHz

Motorola/IBM PowerPC G4 – 1.25 GHz

Microprocessadores Microprocessadores de computadores de computadores portáteisportáteis

Intel Mobile Intel® Pentium® 4

– 2.2 GHz Mobile Intel® Pentium® III – 1.33 GHz Mobile Intel® Celeron® – 1.8 GHz

AMD Mobile AMD Athlon™ XP – 2000+ e 1900+ Mobile AMD Athlon™ 4 – 1600+ Mobile AMD Duron™ – 1.3 GHz

Motorola/IBM PowerPC G3 – 700 MHz

Microprocessadores Microprocessadores de computadores de computadores servidoresservidores

Intel Intel® Itanium® 2 – 1.0

GHz Intel® Itanium® – 800 MHz Intel® Xeon™ 512KB L2 cache – 2.8 GHz Intel® Xeon™ MP – 1.6 GHz Intel® Pentium® III Xeon™ – 900 MHz Intel® Pentium® III – 1.4 GHz

AMD AMD Athlon™ MP for Servers – 2200+

Microprocessadores Microprocessadores de computadores de computadores servidoresservidores

IBM 64-bit Power4 – 1.3 GHz 64-bit RS64 IV – 600 MHz

SUN UltraSPARC® III Cu – 900 MHz UltraSPARC® II – 466 MHz

HP PA-RISC PA-8700+ – 875 MHz

Medida de Medida de desempenhodesempenho

O desempenho deum dispositivo podeser medido pela velocidade com que ele executa as instruções de programa MIPS (milhões de instruções por segundo) FLOPS (operações de ponto flutuante por

segundo), MFLOPS, GFLOPS

Evolução dos Evolução dos microprocessadoresmicroprocessadores

Fonte: www.intel.com

1971: 4004

1989: 804862000: Pentium 4

Memória primáriaMemória primária

Armazena osprogramasem execução no dispositivo, bem como os dados que estão sendo processados

Nenhum tipo de processamento é executado sem que os dados e os programas residam na memória primária

Medida de Medida de memória primáriamemória primária

A memória primária émedida pelacapacidadede armazenamento de informação

Atualmente a memória primária padrão dos computadores de mesa é de128 MB, 256 MB ou 512 MB

Memória RAMMemória RAM

A memória primária étipicamente umamemória DRAM – Dynamic Random Access Memory –, ou seja, uma memória de acesso aleatório – acesso rápido

Esta rapidez também significa volatilidade

Desempenho das Desempenho das memórias RAMmemórias RAM

SDRAM 100 MHz = 100 MHz X 64 bit= 800 MB/s

SDRAM 133 MHz = 133 MHz X 64 bit= 1064 MB/s RDRAM 800 MHz = 800 MHz X 16 bit= 1600 MB/s DDRAM 100 MHz = 2 X 100 MHz X 64 bit= 1600

MB/s DDRAM 133 MHz = 2 X 133 MHz X 64 bit= 2128

MB/s

Construção de Construção de memórias RAMmemórias RAM

As memórias RAMsão construídas comoplacas de circuitos integrados

Memória Memória cachecache

SRAM – StaticRandom AccessMemory

Utilizada para implementação de memória cache, mais rápida que a memória RAM normal, mas menor e mais cara

Memória Memória cachecache

A memória cacheexiste para aceleraro acesso à memória primária

2 ou mais níveis de cache fazem com que os dados mais acessados estejam disponíveis em memória de acesso mais rápido

Hierarquia de Hierarquia de memória primáriamemória primária

MEMÓRIARAM

CACHEL2

CACHEL1 8 KB

512 KB

131.072 KBa 524.288 KB

Hierarquia de Hierarquia de memória primáriamemória primária

Cache L1: interna aomicroprocessador

Cache L2: montada na mesma placa de circuito impresso do microprocessador

Memória RAM: externa ao microprocessador

Memória Memória secundáriasecundária

É a memória utilizadapara armazenamentopermanente de dados

Normalmente assume a forma de discos magnéticos

Atualmente existem dispositivos mais compactos

Memória Memória secundáriasecundária

Memória primária X Memória primária X memória secundáriamemória secundária

Memória primária: Menor, mais rápida e

mais caraMemória secundária:

Maior, mais lenta e mais barata

Memória primária X Memória primária X memória secundáriamemória secundária

Padrão atual dememória primária emum computador de mesa: 128 MB a 512 MB

Padrão atual de memória secundária (disco rígido): 20 GB a 80 GB = 20.480 MB a 81.192 MB

± 160 vezes maior

Memória primária X Memória primária X memória secundáriamemória secundária

Custo atual damemória primária: ± R$ 1,6000 por 1 MB

Custo atual da memória secundária (disco rígido): ± R$ 0,0067 por 1 MB

± 240 vezes mais barata

Organização de Organização de memória secundáriamemória secundária

A memória secundária,ou seja, os discosmagnéticos e outras mídias, são organizados em drives ou unidades lógicas (C:, D:, etc.)

Nestes drives são salvos os arquivos dos usuários

Dispositivos de Dispositivos de EntradaEntrada

Exemplos: Teclado Mouse Scanner Touch-screen Caneta Microfone

Dispositivos de Dispositivos de SaídaSaída

Exemplos Monitor de vídeo Impressora Caixas de som Plotter

Memória ternáriaMemória ternária

A memória ternária éutilizada normalmentepara execução de cópias de segurança

A memória secundária é mais sujeita a problemas, que causam a perda de informações

Memória secundária Memória secundária X memória ternáriaX memória ternária

Memória secundária: Menor, mais rápida,

mais cara e menos seguraMemória secundária:

Maior, mais lenta e mais barata e mais segura

Memória secundária Memória secundária X memória ternáriaX memória ternária

Memória secundária: ± R$ 0,0067 por 1 MB

Memória secundária: ± R$ 0,0027 por 1 MB

± 2,5 vezes mais barata

Memória ternáriaMemória ternária

Exemplos: Fitas magnéticas

DDS DLT LTO

Discos ópticos Discos magneto-ópticos

Memória ternáriaMemória ternária

Processador

MemóriaPrimária

Dispositivos deEntrada

MemóriaSecundária

MemóriaTernária

O programa de computador é lido para a memória

primária

Dispositivos deSaída

Processador

MemóriaPrimária

Dispositivos deEntrada

MemóriaSecundária

MemóriaTernária

Dispositivos deSaída

O usuário interage com o

programa fazendo

entrada de dados

Processador

MemóriaPrimária

Dispositivos deEntrada

MemóriaSecundária

MemóriaTernária

Dispositivos deSaída

Os dados entrados pelo usuários são

armazenados na memória primária,

juntamente com o programa

Processador

MemóriaPrimária

Dispositivos deEntrada

MemóriaSecundária

MemóriaTernária

Dispositivos deSaída

O processador transforma os dados

de entrada, provenientes dos dispositivos de

entrada e da memória secundária, em dados

de saída

Processador

MemóriaPrimária

Dispositivos deEntrada

MemóriaSecundária

MemóriaTernária

Os dados de saída são exibidos para o usuário através dos dispositivos de saída

Dispositivos deSaída

Processador

MemóriaPrimária

Dispositivos deEntrada

MemóriaSecundária

MemóriaTernária

Dispositivos deSaídaEventualmente os

dados de saída são salvos na memória

secundária

Processador

MemóriaPrimária

Dispositivos deEntrada

MemóriaSecundária

MemóriaTernária

Dispositivos deSaída

Eventualmente também são lidos para

a memória primária dados armazenados

na memória secundária

Processador

MemóriaPrimária

Dispositivos deEntrada

MemóriaSecundária

MemóriaTernária

Dispositivos deSaída

Por segurança, os programas e dados armazenados em

memória secundária são copiados para a

memória ternária

Computadores de Computadores de MesaMesa

Placa-mãePlaca-mãe19

13

11

17

5

4

2

1

8 7 6

15

3

910

12

14

16 18

Fonte: www.asus.com

Placa-mãePlaca-mãe

1. Conector de alimentação 12. Socket para o microprocessador3. Chip controlador de vídeo4. Sockets para memória primária5. Conector de Alimentação 2

Placa-mãePlaca-mãe

6. Conector de Alimentação 37. Conector para unidade de disquetes8. Conectores para unidades de disco

rígido9. Chip Controlador de dispositivos de

entrada e saída 110. Chip controlador de voz

Placa-mãePlaca-mãe

11. Memória ROM (Flash ROM)12. Led indicador de stand-by13. Chip de monitoramento de hardware14. Chip controlador de dispositivos de entrada

e saída 215. Slots para placas de expansão padrão PCI

Placa-mãePlaca-mãe

16. Chip controlador de áudio17. Chip controlador de acesso à rede18. Led indicador de alerta19. Slot para conexão de placa de vídeo

Estações de Estações de trabalho de redetrabalho de rede

Computadores Computadores portáteisportáteis

Computadores Computadores estações de trabalhoestações de trabalho

Computadores Computadores servidores (Intel)servidores (Intel)

Computadores Computadores servidores (RISC)servidores (RISC)

Computadores Computadores servidores (RISC)servidores (RISC)

MainframesMainframes

Computadores de Computadores de mãomão

PDA – Personal Digital Assistants –,

Suporte a Java,

tecnologia GSM (Oi e

TIM), câmera

digital, rede sem fio

Telefones Telefones celularescelulares

Celular, fax, SMS, e-mail, WWW, WAP, Java, PDA

Telefones celulares Telefones celulares + computador de + computador de mãomão

Utilizam arquitetura e microprocessadores de computadores de mesa, com tela sensível ao toque e interface por caneta

Tablet PCsTablet PCs

Dispositivos de Dispositivos de armazenamento armazenamento (secundário)(secundário)

Até 69 TB (bruto)

Até 34 TB (líquido)

Dispositivos de Dispositivos de armazenamento armazenamento (secundário)(secundário)

Dispositivos de Dispositivos de armazenamento armazenamento (secundário)(secundário)

Até 27.9 TB (bruto)Até 22.4 TB (líquido)

Dispositivos de Dispositivos de armazenamento armazenamento (ternário)(ternário)

Até 6 drives e 72 cartuchosAté 14.4 TB

Até 72 drives e 2481 cartuchosAté 496.2 TB

SD

PowerPC

SD

S D

SD

Internet

SD SD SD

SD

SilkWo rm 2800

1 3 5 7 9 1 1 1 3 15

0 2 4 6 8 10 1 2 1 4

Intranet

SD

PowerPC

SD

S D

SD

PowerPC

SD

S D

SD

SD

Pow erEdg e6350

SD

Pow erEdge4350

SD

Pow erEdg e6350

SD

Pow erEdg e6350

SD

UltraScan

UltraScan Terminal

Dispositivos decomputação

móvel

Servidoresem Cluster

ServidorRISC Servidores

Intel

Storage Backup

ServidorIntel

Computadoresde mesa

Modelo de Modelo de empresa atualempresa atual

SitesSites de referência de referência

Fabricantes decomputadores http://www.acer.com http://www.dell.com http://www.hp.com http://www.ibm.com

SitesSites de referência de referência

Fabricantes demicroprocessadores http://www.amd.com http://www.ibm.com http://www.intel.com http://www.motorola.com

SitesSites de referência de referência

Fabricantes dememórias http://www.kingston.com

Fabricantes de discos http://www.maxtor.com http://www.quantum.com http://www.seagate.com

SitesSites de referência de referência

Fabricantes deunidades dearmazenamento http://www.emc.com http://www.hds.com http://www.ibm.com

SitesSites de referência de referência

Fabricantes dedispositivos decomputação móvel http://www.handspring.com http://www.nokia.com http://www.palm.com http://www.siemens.com

SitesSites de referência de referência

Links Gerais http://www.cellular.co.za http://www.pr.gov.br/celepar/celepar/

batebyte/