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NOÇÕES DOS COMPONENTES DE UM COMPUTADOR Prof. M.Sc. Fábio Francisco da Costa Fontes Agosto - 2009.

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1 NOÇÕES DOS COMPONENTES DE UM COMPUTADOR Prof. M.Sc. Fábio Francisco da Costa Fontes Agosto

2 Introdução A primeira noção que temos que ter claro é que o computador é uma ferramenta de trabalho. Isto quer dizer que ele não faz nada sozinho, ou seja, assim como o fato de se ter uma furadeira em casa não basta para ela furar sozinha a parede e, tão pouco, prever a parede e as dimensões do furo, da mesma maneira nosso computador tem esta compreensão. Sua principal função é o processamento de dados. Por processamento podemos compreender análise e tomada de decisão diante das informações e dados simplesmente como informações. Assim, nosso computador é uma ferramenta de trabalho que condensa informações (nossos dados) processando-os da maneira como for programado (gerar processamento). A programação de nosso computador é feita através de uma linguagem de programação que são códigos que derivarão os programas voltados às nossas necessidades.

3 Introdução Mas, para que haja um processamento de informações, é necessário que estas informações cheguem ao nosso computador e muito importante também que elas saiam dele, certo? Isto parece fazer sentido?

4 Sistema Computacional

5 i- Peopleware É a parte humana de um sistema de computação. São os indivíduos que utilizam o computador como ferramenta. ii- Hardware É a parte física de um sistema de computação. São todos os equipamentos utilizados pelo usuário nas ações de entrada, processamento, armazenamento e saída de dados. iii- Software Parte lógica de um sistema de computação. São os programas de computador.

6 Elementos Básicos de um computador Placa-Mãe (mother board) Processador Central (CPU, UCP ou Microprocessador) Memórias Principais (RAM E ROM) Memórias Auxiliares (Disco rígido, disquete, cd, pen drive) Periféricos (só entrada, só saída, entrada e saída)

7 Periféricos Periféricos de Saída:Monitor, Impressora e Caixa de Som. periféricos de entrada: Teclado e Mouse

8 Periféricos periféricos de entrada e saida: monitor sensível ao toque

9 Funções Básicas Entrada de dados CPU Memórias Principal/Auxiliar Saída dos dados

10 Unidade Central de Processamento Conjunto complexo de circuitos eletrônicos.Conjunto complexo de circuitos eletrônicos. Executa instruções de programa armazenadas. Duas partes: Unidade de controle Unidade lógica e aritmética (ULA) Unidade lógica e aritmética (ULA)

11 Unidade Central de Processamento

12 Um Microprocessador possui Frequência Interna (Clock Interno): determina o número de ciclos executados pelo processador em 1 segundo. Hoje é em GHz. Frequência Externa (clock Externo): chamado FSB – barramento frontal. Determina quantos ciclos por segundo é realizado no barramento que liga a placa mãe ao processador. Pode variar de 400 MHz, 533 MHz, 800 MHz, 1072 MHz. Memória Cache: Memória interna do processador, torna-o mais veloz, pois armazena os dados usados com fequência pelo processador, para processá-los sem acessar a memória principal (RAM). Voltar

13 Unidade de Controle Direciona o sistema do computador a executar instruções de programa armazenadas. Deve comunicar-se com a memória e com a ULA. Envia dados e instruções do armazenamento secundário para a memória, quando necessário. Voltar

14 Unidade Aritmética e Lógica Executa todas as operações aritméticas e lógicas. Operações aritméticas: Adição, subtração, multiplicação, divisão. Operações lógicas: Compara números, letras ou caracteres especiais. Testa uma de três condições: Condição de igualdade (igual a) Condição menor que Condição maior que Voltar

15 Fabricantes de Processadores Atualmente duas empresas se destacam na fabricação de microprocessadores: Intel AMD Fabricam para: Usuários Servidores e estações de trabalho

16 Modelos de Processadores da Intel Para DesktopPara Notebooks Servidores CeleronCeleron MXeon Celeron DPentium M (Centrino) Xeon MP Pentium 4Core Solo (Centrino) Itanium 2 Pentium DCore Duo (Centrino) Core 2 Duo

17 Modelos de Processadores da AMD Para DesktopPara Notebooks Servidores DuronMóbile Sempron Athlon 64 SempronMóbile Athlon XP Opteron Athlon XPTurion 64 e 64 X2 Athlon 64

18 Armazenamento de Dados e a CPU Dois tipos de armazenamento: Armazenamento primário (memória principal ou interna): Armazena dados temporariamente. A CPU referencia-o tanto para obtenção de instruções de programa como de dados. Armazenamento secundário (memória externa ou auxiliar): Armazenamento de longo prazo. Armazenado em mídia externa; por exemplo, um disco.

19 A CPU e a Memória (Funcionamento) A CPU não pode processar dados diretamente do disco ou de um dispositivo de entrada: Primeiramente, eles devem residir na memória. A unidade de controle recupera dados do disco e transfere-os para a memória. Itens enviados à CPU para serem processados: A unidade de controle envia itens à CPU e depois os envia novamente à memória após serem processados. Dados e instruções permanecem na memória até serem enviados a um dispositivo de saída ou armazenamento, ou o programa ser fechado.

20 Barramento Barramento é o nome dado as vias por onde os pulsos elétricos (bits) trafegam entre os elementos da placa-mãe, são vias de ligação. Essencialmente, um barramento permite que os componentes do sistema compartilhem dados.placa-mãe Os barramentos podem ser: Interno e Externo

21 Placa-mãe É a placa principal de um computador, nela ficam fixados os principais componentes como o Processador central (CPU), as memórias principais (RAM E ROM), o Barramento, o chipSet, as portas de comunicação (serial, paralela, usb, IDE). Sua função é fazer com que todos esses componentes se comuniquem através de caminhos onde trafegam os sinais elétricos (bits). voltar

22 Tipos de Barramento Barramento Interno: Interliga os diversos componentes de um dispositivo. Ex: Interliga os diversos componentes da CPU (ULA, UC, Registradores, etc.) Barramento Externo: Interliga os diversos dispositivos de um computador. Ex. utilizado para permitir a comunicação entre HD e a CPU.

23 Áreas de Armazenamento Temporário Registradores Memória

24 Registradores Áreas de armazenamento temporário de alta velocidade. Localizações de armazenamento situadas dentro da CPU. Funcionam sob direção da unidade de controle: Recebem, guardam e transferem instruções ou dados. Controlam a próxima instrução a ser executada ou onde os dados necessários serão armazenados. Voltar

25 Memória Também conhecida como armazenamento primário e memória principal. Memória de acesso aleatório (RAM). Memória apenas de leitura (ROM). Não faz parte da CPU. Retém dados e instruções para serem processados. Armazena informações somente enquanto o programa está em operação. Voltar

26 CLASSIFICAÇÃO DAS MEMÓRIAS Memórias RAM ROM CACHE VIRTUAL (usada na falta de Memória RAM) Internas Externa Disco Rígido Disquete CD e DVD PEN DRIVE ETC

27 Disco Rígido Disco rígido é a tradução de HD (hard disk), por isso poderemos ouvir duas expressões significando a mesma coisa. Outra nomenclatura comum também é winchester. Este é um compartimento onde fixo (por isso rígido) onde gravamos nossas informações. Está dentro do nosso computador e não é portátil, ou seja, não levamos para outros lugares.

28

29 Como a CPU Executa Instruções Quatro etapas são executadas para cada instrução: Ciclo de máquina: a quantidade de tempo necessária para executar uma instrução. Computadores pessoais executam-nas em menos de um milionésimo de segundo. Supercomputadores executam-nas em menos de um trilionésimo de segundo. Cada CPU tem seu próprio conjunto de instruções: Aquelas instruções as quais a CPU pode entender e executar.

30 O Ciclo da Máquina O tempo necessário para recuperar, decodificar, executar e armazenar uma operação. Componentes: Tempo de instrução Tempo de execução O clock de sistema sincroniza as operações.

31 Tempo de Instrução Também chamado de I-time. A unidade de controle recebe a instrução da memória e a coloca em um registro. A unidade de controle decodifica a instrução e determina qual é a localização na memória para os dados necessários. Voltar

32 Tempo de Execução A unidade de controle transfere dados da memória para registros na ULA. A ULA executa instruções relativas aos dados. A unidade de controle armazena o resultado da operação na memória ou em um registro. Voltar

33 Endereços de Memória Cada localização de memória tem um endereço: Um número único, como em uma caixa postal. Pode conter somente uma instrução ou peça de dados: Quando dados são reescritos na memória, o conteúdo anterior desse endereço é destruído. Referenciado pelo número: As linguagens de programação usam um endereço simbólico (nomeado), tal como Horas ou Salário.

34 Representação de Dados Os computadores entendem duas coisas: ligado e desligado. Dados são representados na forma binária: Sistema numérico binário (base 2). Contém somente 2 dígitos: 0 e 1. Corresponde a dois estados: ligado e desligado.

35 Sistemas Numéricos e Erros

36 Representando Dados Bit Byte Palavra

37 Bit Abreviação de binary digit (dígito binário). Dois valores possíveis: 0 e 1. Nunca pode estar vazio. Unidade básica para armazenar dados: 0 significa desligado; 1 significa ligado. Voltar

38 Byte Um grupo de 8 bits. Cada byte tem 256 (2 8 ) valores possíveis. Para texto, armazena um caractere: Pode ser letra, dígito ou caractere especial. Dispositivos de memória e armazenamento são medidos em número de bytes.memória e armazenamento Voltar

39 Palavra O número de bits que a CPU processa como uma unidade. Tipicamente, um número inteiro de bytes. Quanto maior a palavra, mais potente é o computador. Computadores pessoais tipicamente têm 32 ou 64 bits de extensão de palavras. Voltar

40 Capacidades de Armazenamento Kilobyte (KB): 1024 (2 10 ) bytes. Capacidade de memória dos computadores pessoais mais antigos. Megabyte (MB): aproximadamente, um milhão (2 20 ) de bytes. Ou 1024 KB. Memória de computadores pessoais. Dispositivos de armazenamento portáteis (disquetes, CD-ROMs). Gigabyte (GB): aproximadamente, um bilhão (2 30 ) de bytes. Ou 1024 MB. Dispositivos de armazenamento (discos rígidos). Memória de mainframes e servidores de rede. Terabyte (TB): aproximadamente, um trilhão (2 40 ) de bytes. Dispositivos de armazenamento para sistemas muito grandes. Ou 1024 GB. Voltar

41 Sistemas de Codificação de Caracteres Provêem uma maneira comum para representar um caracter de dados. Necessários para os computadores poderem intercambiar dados. Esquemas comuns: ASCII EBCDIC Unicode

42 ASCII Sigla de American Standard Code for Information Interchange. O padrão mais amplamente usado. Usado virtualmente em todos os computadores pessoais. Voltar

43 EBCDIC Sigla de Extended Binary Coded Decimal Interchange Code. Usado principalmente em mainframes IBM e compatíveis com IBM. Voltar

44 Unicode Projetado para acomodar alfabetos com mais de 256 caracteres. Usa 16 bits para representar um caractere valores possíveis. Exige duas vezes mais espaço para armazenar dados. Voltar

45 Atividades 1 - Converta os números decimais abaixo para binários: a)124 b)24,25 c) 236d) 75,32 2 – Converta os números binários abaixo para decimais: a) 1111b) 1001 c) 111,11d) 101,01

46 Software O software é a parte de programação do meu computador, mas não a linguagem e sim o programa propriamente dito. A linguagem criar os programas, o hardware dá a acessibilidade física e os softwares serão os campos onde trabalharemos, ou seja, os programas que foram desenvolvidos para completar o nosso computador como a nossa ferramenta de trabalho. Existem basicamente 3 tipos de softwares: os sistemas operacionais, os aplicativos e as ferramentas. Vejamos cada um isoladamente.

47 Sistemas Operacionais É o software base de nosso computador. Ele serve para receber e executar os programas que usaremos, além de outras funções como comunicação dos meus outros programas (aplicativos) com meus hardwares (por exemplo: abro um programa para ouvir música, mas quem vai comunicar com a minha caixinha de som será o sistema operacional e não o programa de música, da mesma forma quando eu quiser imprimir uma informação), gerenciamento dos meus dados, pastas e arquivos; ele supervisiona e gerencia todo o meu computador.

48 Sistemas Operacionais Os principais sistemas operacionais que existem hoje no Brasil são o Windows e o Linux. O DOS é um sistema operacional que veio antes do Windows, produzido pela mesma empresa e quase não se usa mais pois ele não tem layout gráfico (é aquela tela preta, com um monte de informações em texto que vemos em vários filmes).

49 O Macintosh Operating System (Mac OS) é a denominação do sistema operacional padrão dos computadores Macintosh produzidos pela Apple. A primeira versão foi lançada em 1984 Sistemas Operacionais

50 O Linux é um sistema livre e aberto, ou seja, você não precisa pagar por ele e ainda tem os fontes acessíveis para que qualquer usuário possa olhá-los e/ou modificá-los. Sistemas Operacionais

51 Aplicativos São programas desenvolvidos para dar a aplicabilidade que desejamos como, por exemplo, editor de textos, de imagens, de fotos, vídeos, programas profissionais, jogos etc.

52 Ferramentas Auxiliam o desenvolvimento de programas e gerenciamento dos discos. Como o nome sugere, são ferramentas que trabalharemos em nosso sistema operacional ou aplicativos.

53 Referências CAPRON, H. L. e JOHNSON, J. A. Introdução a Informática. 8ª Ed., Pearson Editora, CAPRON, H. L. e JOHNSON, J. A. Material de apoio ao professor para o livro Introdução a Informática. 8ª Ed., Pearson Editora, Disponível em:. Acesso em: 03 dez FELIPE, F. Apostila de Informática para concurso. Curso IAP.


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