Estrutura do computador

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1 Estrutura do computador
TIC Estrutura do computador

2 Estrutura genérica O modelo geral de um sistema informático foi definido pela primeira vez pelo cientista Van Neumann e simplificadamente é: Uma unidade de processamento central ou processador– CPU (central processing unit) que funciona em ligação directa com unidades de memória ou armazenamento de dados Dispositivos de entrada (input) e dispositivos de saída(output) – também designados por periféricos

3 Hardware Hardware – dispositivos físicos que podem ser:
componentes centrais do computador – processador, memórias, etc periféricos ou dispositivos de I/O – dispositivos que se podem ligar a um computador para entrada e saída de dados com: rato, teclado, monitor, impressora, modem, etc

4 Componentes de um sistema informático
A estrutura de um sistema informático é: Um conjunto de componentes centrais – CPU, memórias primárias Dispositivos de entrada (input) e saída (output) – os periféricos Os dados são introduzidos através dos dispositivos de entrada para as componentes centrais de processamento e depois os resultados são enviados para dispositivos de saída

5 Componentes Os componentes centrais estão encaixados numa placa principal, motherboard Entre estes destacam-se a CPU, as memórias primárias (RAM- random access memory; ROM – read only memory) e outros componentes (chips de controlo, etc) As memórias principais (memórias primárias) actuam directamente em ligação com a CPU, sendo por isso componentes centrais

6 Componentes As memórias secundárias, dispositivos de armazenamento ou armazenamento de massa – como discos, disquetes, leitores de CD, etc – devem ser considerados periféricos ou dispositivos de I/O Os periféricos, ou dispositivos de input e/ou output podem ser: Dispositivos só de entrada – teclado, rato, scanner,… Dispositivos só de saída – monitor, impressora, …. De entrada e saída – discos, modems, placas de rede, placas de som, …

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8 Interior de um PC Os componentes principais do interior de um PC são:
Placa principal (motherboard) – placa de circuito de maiores dimensões, na qual se encontra a CPU e à qual se vão ligar os periféricos através de conectores e placas de expansão Placas de expansão – placas de circuito ligadas à motherboard através de encaixes próprios Drives – unidades concebidas para funcionarem com dispositivos de armazenamento: discos, disquetes, CD Fonte de alimentação – recebe a energia do exterior Cabos eléctricos – interligam os diversos componentes entre si

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10 Motherboard As principais secções de uma motherboard são:
CPU- componente fundamental , onde é feito o processamento de dados Memória RAM – constituída por chips (pastilhas de circuitos integrados) que armazenam temporariamente as instruções do software com que o computador funciona, bem como os dados introduzidos ou manipulados. Uma parte da RAM é chamada de cache: este tipo de memória destina-se a acelerar a transmissão de informação da RAM para o processador

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12 ROM – constituída por um ou mais chips que contêm instruções fixas para o desempenho de funções básicas do sistema Chips de controlo – diversos chips destinados a controlar a circulação dos dados entre os diversos componentes da motherboard Slots de expansão – conjunto de encaixes onde se inserem placas que controlam a ligação às componentes centrais de certos periféricos como por exemplo placas gráficas, placas de som, placas de rede,….

13 Slots de expansão

14 Bus ou barramento – sistema de fios condutores por onde circulam os dados entre a CPU, memória RAM, placas de expansão dos periféricos,… Conectores – dispositivos de conexão para cabos internos e para dispositivos de I/O, como por exemplo: rato, teclado, ….

15 CPU É um circuito integrado que contém milhares ou milhões de componentes electrónicos organizados de modo a poderem efectuar as operações típicas de processamento A sua velocidade mede-se em Hertz A estrutura de um processador pode ser descrita por: Secção de aquisição e descodificação de instruções – onde são recebidas as instruções provindas de outros componentes (memórias ou I/O) para, em seguida, serem descodificadas de modo a que o CPU possa determinar quais as operações a realizar

16 Secção de execução – onde são processadas as instruções e dados recebidos. Esta por sua vez tem os seguintes componentes: Unidade de controlo – controla as operações a efectuar a cada instante, enviando sinais aos outros componentes Unidade lógico-aritmética – (ULA ou ALU) – secção onde se efectua as operações aritméticas e lógicas Registos – são componentes capazes de armazenar temporariamente dados com que a ALU efectua as operações que lhe são indicadas

17 Memórias primárias – RAM e ROM
Pode-se considerar duas categorias de memórias: Memórias primárias, principias ou centrais – são indispensáveis ao funcionamento do sistema pois fornecem ao processador as instruções e dados com que este vai operar a cada momento. São chips que se integram na motherboard Dispositivos de armazenamento secundário, auxiliar, externo ou de massa – suportes de armazenamento de informação que interessa guardar antes e/ou depois das actividades de processamento, tais como: disquetes, discos, CD, ...

18 Memórias primárias Pode-se considerar dois tipos de memórias principais: Memárias ROM (read-only memory) – só de leitura, contêm instruções fixas para o funcionamento do sistema Memórias RAM (random access memory) –de acesso aleatório, em que são feitas operações de leitura e de escrita de dados em interacção directa com o processador

19 ROM As memórias do tipo ROM são utilizadas para incluir instruções de rotina para o funcionamento básico de um computador, como as operações de arranque ou de interacção com dispositivos I/O É o caso da ROM BIOS (basic Inpu/Output System) que contém instruções básicas para a CPU poder comunicar com os dispositivos de I/O

20 RAM Consiste num espaço electrónico por onde passam temporariamente os programas e os dados com que o processador vai ter de trabalhar em cada sessão Estes programas e dados podem estar guardados em suportes de armazenamento secundário como discos, mas para poderem correr no computador precisam de estar em memória RAM e daí serem chamados à CPU

21 RAM A principal característica que distingue as memórias do tipo RAM das memórias ROM é as RAM permitirem além de operações de leitura, também de escrita A designação de RAM tema a ver com o facto de o acesso ser feito sem ter nenhuma ordem fixa. Na verdade é feito segundo a posição indicada pela CPU Uma memória RAM é uma enorme pilha de agrupamentos de 8 células (bits) chamado Byte. Cada agrupamento tem um endereço Esse endereço representa a posição desse byte na sequência de bytes que constituem a RAM

22 Capacidade da RAM A capacidade ou quantidade de memória de um sistema é um dos factores importantes para a avaliação da capacidade desse sistema A quantidade de RAM não só condiciona o tamanho dos programas que o sistema pode correr, como também pode condicionar a velocidade de funcionamento do sistema ( pouca RAM pode implicar um maior número de leituras e escritas de dados no disco)

23 Capacidade da RAM A capacidade de memória primária de um computador avalia-se pelo número de bytes que constituem a sua RAM e mede-se em múltiplos de bytes: Kilobytes, MEgabytes, Gygabytes,... 1 byte – 8 bits 1 KB (Kilobyte) – 1024 bytes 1 MB (Megabyte) – 1024 KB 1 GB (Gigabyte) – 1024 MB 1 TB (Terabyte) – 1024 GB

24 Bus O bus é o conjunto de fios condutores situados na motherboard pelos quais circulam os dados entre a CPU, a memória RAM e as placas de expansão dos periféricos O barramento do sistema engloba 3 tipos de canais, que se diferenciam pelos diferentes tipos de sinais que transmitem: Bus de dados – canais por onde circulam os dados (as instruções e os dados com que essas instruções operam) entre o processador e a memória principal (RAM) ou os dispositivos de I/O Bus de controlo – canais que sinalizam e controlam as operações em curso no sistema

25 Bus de endereços – canais através dos quais são indicadas as posições de memória RAM ou dos dispositivos de I/O onde se encontram as instruções e os dados com destino à CPU ou para onde são enviados os dados resultantes do processamento

26 As características mais importantes numa arquitectura de bus são:
Largura do bus ou o número de canais para a circulação dos dados (bits) Velocidade a que esses mesmos dados podem circular no bus – medida em Hertz (impulsos por segundo) ou bps (bit por segundo)

27 Ligações de periféricos
Os pontos de ligação ou conectores entre uma motherboard e os periféricos podem ser de tipos diferentes e situarem-se em locais distintos Alguns desses conectores localizam-se na própria motherboard, como é o caso do rato. Outros localizam-se em placas de expansão que encaixam nos slots da motherboard. É o caso das placas gráficas ou de vídeo

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29 Certos conectores são de uso genérico (servem para diversos tipos de periféricos), como é o caso das chamadas portas É comum distinguirem-se dois tipos de portas:portas série e portas paralelas Numa porta série a transmissão de dados é feita sob a forma de fluxo ou série única de bits Numa porta paralela a transmissão de dados é feita através de vários fluxos simultâneos de bits

30 A uma porta série podem ligar-se modems externos ou ratos antigos A uma porta paralela podem ligar-se impressoras Recentemente têm-se usado outros tipos de conexões de periféricos É o caso de USB (universal serial bus) e de FireWire Num caso como noutro as velocidades de transmissão são muito superiores a série e paralelo sendo por isso indicados para CD e DVD externos