UNIDAVI – CINCE – Sistemas de Informação

Seção 1 - Hardware

1.1. Conceitos

Os sistemas de computadores atuais têm seis componentes principais:

• a unidade central de processamento (CPU);

• o armazenamento primário;

• o armazenamento secundário;

• tecnologias de entrada de dados;

• tecnologias de saída de dados;

• tecnologias de comunicações.

Hardware é a parte física do computador, todos os componentes que interligados vão processar as

informações.

A CPU é formada pela unidade aritmética e lógica, que efetua os cálculos; os registradores, que

armazenam os volumes de dados e instruções imediatamente antes e depois do processamento; e

a unidade de controle que controla o fluxo de informações no chip do microprocessador.

As estruturas do microprocessador têm por objetivo aumentar a velocidade de processamento,

minimizando a distância física que os dados (como impulsos elétricos) devem percorrer, e

aumentando a largura do barramento, a velocidade do clock, o tamanho da palavra e o número de

transistores no chip, acompanhe a evolução dos microprocessadores.

Dispositivos de

comunicação

Armazenamento secundário

• Disco magnético;

• Disco óptico;

• Fita Magnética.

Unidade central de processamento

(central proessing unit – CPU)

Dispositivos de entrada

• Teclado;

• Mouse de computador;

• Tela de toque (touch sreen)

• Leitores de dados.

Dispositivos de saída

• Impressora;

• Terminais de vídeo;

• Plotadoras (plotters)

• Saída de áudio.

Armazenamento primário

Barramento

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A evolução dos processadores foi, provavelmente, a mais acentuada em toda a obra tecnológica de toda a humanidade. Em pouco mais de 18 anos a capacidade deles cresceu de forma espantosa. Usando somente a velocidade como elemento comparativo temos os primeiros processadores com seus incríveis 4 MHZ e os atuais que já alcançam 1 GHZ. Utilizamos as gerações como forma de organização desta seção. Ela nos pareceu a forma mais óbvia visto que a cada salto tecnológico uma nova família é criada para encaixar os novos avanços. Notadamente, é papel da Intel criar as gerações. GERAÇÃO 1: Os processadores de 1a. geração foram criados pela Intel e utilizados nos primeiros IBM PC, XT e posteriormente, em alguns modelos que utilizaram a tecnologia de Micro Canal. Eram eles o 8086 e 8088. Depois deles apareceram também os 186 e 188. Mas muito pouco tenho para falar sobre eles devido a sua existência efêmera. GERAÇÃO 2: Este é o único exemplar da segunda geração de processadores. O 286 chegou para tomar de assalto o lugar dos processadores de primeira geração. A IBM lançou o 286 inicialmente no seu IBM PC-AT (advanced tecnology, ou tecnologia avançada). Depois vieram os clones. Deste, os mais famosos foram os Compaq. A Compaq usou o 286 em 6 micros e a IBM em 5, sendo 4 destes modelos PS/2. GERAÇÃO 3: O 386. GERAÇÃO 4: O Pentium é o primeiro microprocessador considerado de 5ª geração. Fabricado pela Intel, foi lançado em 1993, nas versões de 60 e 66 MHz. Os microprocessadores Pentium contêm mais de três milhões de transistores e já incluem co-processador matemático e memória cache. Foram lançadas versões de 75, 90, 100, 120, 133, 155, 166 e 200 MHz. Pentium é um microprocessador de 32 bits, mas com várias características de 64 bits. O Pentium MMX foi lançado no inicio de 1997 foram adicionadas 57 novas instruções. As novas instruções visavam melhorar o desempenho do processador em aplicações multimídia e processamento de imagens. O Pentium MMX pode ser encontrado em versões de 166, 200 e 233 Mhz. Todas usando barramento de 66 Mhz. A conexão é feita através do Soquete 7. No K6-2 a AMD incorporou 27 novas instruções. Essas instruções são chamadas de 3D-Now! e tem o objetivo de agilizar o processamento de imagens tridimensionais, funcionando em conjunto com uma placa e até 200 Mhz. GERAÇÃO 5: O Pentium II é um processador de 5ª geração.Utiliza um novo tipo de encapsulamento e novo tipo de soquete, além de permitir o multiprocessamento de dois processadores. Sua conexão na placa-mãe é feita através do seu conector próprio, chamado de slot 1. Possui velocidades de 300, 333, 350, 400 MHz. O Celeron foi lançado em abril de 98 e é a versão de baixo custo do Pentium II. O Celeron nada mais é do que um Pentium II desprovido do Cache L2 e do invólucro metálico, e foi produzido em versões de 266 e 300 Mhz. Um ponto a favor do Celeron é seu coprocessador aritmético que, sendo idêntico ao do Pentium II, é muito mais rápido do que o do MMX ou do K6, o que lhe garante um bom desempenho em aplicações gráficas. Sua principal limitação está na capacidade para expansão, micros com esse processador podem ter apenas três conectores PCI e dois conectores para memória. Em compensação, o processador Celeron suporta vídeo AGP, memória do tipo SDRAM e discos UltraATA. O DURON é na verdade um ATHLON mais barato. Tem arquitetura interna idêntica a do Athlon sendo diferenciada pela existência de 64 kb de memória na cache L2, acessando na mesma frequencia interna do processador. Tem codinome de SPITFIRE. É concorrente direto do CELERON. Tem cache L1 de 128 kb e opera a 100Mhz transferindo dois dados por pulso de clock, tendo um desempenho como se operasse a 200Mhz, mais para ter esse potencial todo sua memória RAM tem que ser DDR- SDRAM ou RAMBUS(RDRAM). O Pentium III Projetado para a Internet, vem com clock de 450 e 500 MHz, e com 70 novas instruções que habilita aplicativos de processamento avançados de imagens, 3D, áudio e vídeo, e reconhecimento de voz. Seu barramento é de 100 MHz, com memória cache secundária de512KB. GERAÇÃO 6: O processador Pentium 4 é primeiro processador Intel de 6º geração lançado. Conhecido como K7, ou Athlon , é da 6° geração utiliza uma nova arquitetura inte rna diferente da usada pelo K6. O novo modelo da AMD, o Athlon XP 3200+ , trabalha externamente a 200 MHz transferindo dois dados por pulso de clock. Esse processador é o último exemplar dos processadores de 32 bits lançados pela AMD que será substituído pelo Opteron. O Opteron é o primeiro processador para a arquitetura CISC capaz de trabalhar a 64 bits utilizando as instruções IA-32 (conhecidas também pelo nome x86). Este é o primeiro processador de 64 bits utilizando as instruções IA-32, sendo que todos os processadores atualmente disponíveis no mercado trabalham a 32 bits. O Pentium 4 de 3 GHz , tem duas características que o tornam único. Primeiro trabalha externamente a 200 MHz, similarmente ao que ocorre com o processador da AMD. A segunda característica desse processador é a tecnologia HyperThreading, que simula a existência de dois processadores na mesma máquina.

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Existem quatro tipos de armazenamento primário: registradores, memória de acesso aleatório

(RAM), memória em cache e memória somente-leitura (ROM).

Todos são memórias de acesso direto; somente a ROM é não-volátil (não se apaga quando o

computador é iniciado ou reiniciado). O armazenamento secundário engloba meio magnético (fitas,

unidades de disco rígido e disquetes) e meios ópticos (CD-ROM, DVD e toca-discos ópticos).

O armazenamento primário tem muito menos capacidade do que o armazenamento secundário e é

mais veloz e mais dispendioso por byte armazenado. O armazenamento primário está localizado

mais perto da CPU do que o armazenamento secundário.

O meio de armazenamento secundário de acesso seqüencial, como a fita magnética, é muito mais

lento e menos dispendioso do que a mídia de acesso direto (como unidades de disco rígido ou

meio óptico).

Um sistema de armazenamento corporativo é independente, externo e com inteligência, e inclui

dois ou mais dispositivos de armazenamento.

Existem três tipos principais de subsistemas de armazenamento corporativo: RAIOs (redundant

arrays of independent disks - matrizes redundantes de discos independentes), SAN (storage area

network - rede de área de armazenamento) e NAS (network-attached storage - armazenamento

acoplado à rede). O RAID vincula grupos de unidades de disco rígido padrão a um

microcontrolador especializado. O SAN é uma arquitetura para construir redes dedicadas,

especiais, que permitem múltiplos servidores ter acesso a dispositivos de armazenamento.Um

dispositivo NAS é um servidor de propósito especial que oferece armazenamento de arquivos aos

usuários que acessam o dispositivo através de uma rede.

1.2. Tecnologias de Entrada e Saída de Dados

As principais tecnologias de entrada de dados abrangem o teclado, mouse, trackball, tela de toque,

caneta eletrônica, joystick, caixa eletrônico, terminal POS, leitora de código de barras, leitora de

marcação óptica, leitora de caracteres ópticos, sistemas de reconhecimento de manuscritos e voz,

sensor, microfone e câmera.

As tecnologias mais comuns de saída de dados englobam o monitor, impressoras de impacto e

sem impacto, plotadora, dispositivos multifuncionais e multimídia.

Dispositivos de entrada Descrição

Teclado Principal método de entrada de texto e numéricos;

Mouse de computador

Dispositivo manual com capacidade de apontar e clicar geralmente ligado ao computador por um cabo. O usuário pode movimentar o mouse sobre uma mesa para controlar a posição do cursor na tela do monitor e apertar um botão para selecionar um comando. No caso de PCs do tipo laptop, muitas vezes são usados dispositivos de toque (touch pads) e track balls no lugar do mouse

Tela sensível ao toque

Permite que usuários entrem com quantidades limitadas de dados tocando a superfície sensibilizada de um monitor de vídeo com um dedo. Encontrada freqüentemente em quiosques de informação instalados em lojas de varejo, restaurantes e centros comerciais.

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Reconhecimento óptico de caracteres

Dispositivos que podem converter marcas, caracteres e códigos especialmente projetados para formato digital. O código óptico mais usado é o código de barras utilizado em sistemas de pontos-de-venda em supermercados e lojas de varejo. Os códigos podem conter dados de horário, data e localização, além dos dados de identificação.

Reconhecimento de caracteres de tinta magnética (MICR)

Utilizado principalmente no setor bancário para processamento de cheques. Os caracteres na parte inferior de um cheque identificam o banco, a conta e o número do cheque e são previamente impressos com uma tinta magnética especial. A MICR converte esses caracteres para formato digital ara processamento por computador.

Entrada por caneta

Dispositivo de reconhecimento de escrita à mão, como pranchetas, agendas e blocos de anotação com canetas, que convertem para formato digital os movimentos feitos por uma caneta eletrônica pressionada sobre uma tela sensível ao toque.

Dispositivo de varredura digital (scanner digital)

Converte imagens, como figuras e documentos, para formato digital e é um componente essencial dos sistemas de processamento de imagens.

Entrada de áudio

Dispositivo de entrada por voz que convertem palavras faladas para formato digital, para processamento por computador. Microfones e toca-fitas cassete podem servir como dispositivos de entrada para músicas e outros sons.

Sensores

Dispositivos que coletam dados diretamente do ambiente para entrada em um sistema de computador. Por exemplo, os fazendeiros hoje podem usar sensores para monitorar a unidade do solo em suas lavouras e tomar decisões sobre irrigação.

Dispositivo de Saída Descrição

Monitores de Vídeo

Canhão eletrônio que dispara um feixe de elétrons que ilumina os pixels em uma tela de monitor. Computadores do tipo laptop utilizam telas planas menos volumosas que os monitores CRT.

Impressoras

Produzem uma cópia impressa da informação de saída. Compreendem impressoras de impacto ( como as de matriz de pontos) e impressoras sem impacto (laser, jato de tinta e transferência termia

Saída de áudio

Dispositivos de saída de voz que reconvertem dados digitais de saída para fala inteligível. Outras saídas de áudio, como músicas, podem ser reproduzidas por caixas de som conectadas ao computador.

Microfone e microficha

Usados para armazenar grandes quantidades de dados de saída sob a forma de documentos microscópicos filmados. Estão sendo substituídos por tecnologia de disco óptico.

Os sistemas de computadores multimídia integram dois ou mais tipos de mídia, como texto,

gráficos, som, voz, vídeo de movimentação total, imagens e animação.

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Usam diversas tecnologias de entrada e saída de dados, geralmente incluindo microfones,

instrumentos musicais, digitalizadores, CD-ROM, fita magnética e alto-falantes.

Os sistemas multimídia costumam exigir processamento e capacidade de armazenamento

adicional.

Dessa forma, a capacidade do microprocessador aumenta a cada dia. A miniaturização também

está se propagando. Esses avanços resultam em novas gerações de computadores mais velozes,

mais potentes e compactos, e em novas gerações de microcontroladores.

As organizações precisam avaliar continuamente os problemas gerados pelos estilos de trabalho

sobre a produtividade, novos produtos e serviços e o aprimoramento das comunicações em

relação a essas novas opções.

As decisões de adoção são difíceis devido ao pesado investimento passado, atual e futuro.

Uma questão de longa data entre gerentes de sistemas de informação e diretores- presidentes tem

sido o quanto centralizar ou distribuir os recursos de computação.

A capacidade de processamento e os dados devem ser distribuídos a departamentos e divisões ou

ficar concentrados em um único local, utilizando um computador central de grande porte?

As organizações devem passar softwares de aplicação aos usuários por rede a partir de uma

localização central ou permitir que eles mantenham software e dados nos próprios computadores

de rede centrais (mainframes) apoiam um modelo centralizado.

O que é melhor para a organização? Para cada questão há uma resposta baseada nas próprias

necessidades da empresa.

Os administradores precisam ter certeza de que o modelo de computação que escolheram é

compatível com as metas da organização.