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SENAC – TDS – Prof. Sérgio Lima Introdução à Informática A Unidade Central de Processamento: O Que Acontece Dentro do Computador.

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1 SENAC – TDS – Prof. Sérgio Lima Introdução à Informática A Unidade Central de Processamento: O Que Acontece Dentro do Computador

2 2SENAC – TDS – Prof. Sérgio Lima Objetivos Identificar os componentes da unidade central de processamento e explicar como eles funcionam em conjunto e como interagem com a memória. Identificar os componentes da unidade central de processamento e explicar como eles funcionam em conjunto e como interagem com a memória. Descrever como as instruções de programa são executadas pelo computador. Descrever como as instruções de programa são executadas pelo computador. Explicar como os dados são representados no computador. Explicar como os dados são representados no computador. Descrever como o computador localiza instruções e dados. Descrever como o computador localiza instruções e dados. Descrever os componentes da placa-mãe da unidade de sistema de um microcomputador. Descrever os componentes da placa-mãe da unidade de sistema de um microcomputador. Relacionar as medidas de velocidade de processamento do computador e explicar as abordagens que aumentam a velocidade. Relacionar as medidas de velocidade de processamento do computador e explicar as abordagens que aumentam a velocidade.

3 3SENAC – TDS – Prof. Sérgio Lima Unidade Central de Processamento Conjunto complexo de circuitos eletrônicos. Conjunto complexo de circuitos eletrônicos. Executa instruções de programa armazenadas. Executa instruções de programa armazenadas. Duas partes: Duas partes: Unidade de controle Unidade de controle Unidade de controle Unidade de controle Unidade aritmética e lógica (ALU) Unidade aritmética e lógica (ALU) Unidade aritmética e lógica (ALU) Unidade aritmética e lógica (ALU)

4 4SENAC – TDS – Prof. Sérgio Lima Unidade de Controle Direciona o sistema do computador a executar instruções de programa armazenadas. Direciona o sistema do computador a executar instruções de programa armazenadas. Deve comunicar-se com a memória e com a ALU. Deve comunicar-se com a memória e com a ALU. Envia dados e instruções do armazenamento secundário para a memória, quando necessário. Envia dados e instruções do armazenamento secundário para a memória, quando necessário. Voltar

5 5SENAC – TDS – Prof. Sérgio Lima Unidade Aritmética e Lógica Executa todas as operações aritméticas e lógicas. Executa todas as operações aritméticas e lógicas. Operações aritméticas: Operações aritméticas: Adição, subtração, multiplicação, divisão. Adição, subtração, multiplicação, divisão. Operações lógicas: Operações lógicas: Compara números, letras ou caracteres especiais. Compara números, letras ou caracteres especiais. Testa uma de três condições: Testa uma de três condições: Condição de igualdade (igual a) Condição de igualdade (igual a) Condição menor que Condição menor que Condição maior que Condição maior que Voltar

6 6SENAC – TDS – Prof. Sérgio Lima Armazenamento de Dados e a CPU Dois tipos de armazenamento: Dois tipos de armazenamento: Armazenamento primário (memória): Armazenamento primário (memória): Armazena dados temporariamente. Armazena dados temporariamente. A CPU referencia-o tanto para obtenção de instruções de programa como de dados. A CPU referencia-o tanto para obtenção de instruções de programa como de dados. Armazenamento secundário: Armazenamento secundário: Armazenamento de longo prazo. Armazenamento de longo prazo. Armazenado em mídia externa; por exemplo, um disco. Armazenado em mídia externa; por exemplo, um disco.

7 7SENAC – TDS – Prof. Sérgio Lima A CPU e a Memória A CPU não pode processar dados diretamente do disco ou de um dispositivo de entrada: A CPU não pode processar dados diretamente do disco ou de um dispositivo de entrada: Primeiramente, eles devem residir na memória. Primeiramente, eles devem residir na memória. A unidade de controle recupera dados do disco e transfere-os para a memória. A unidade de controle recupera dados do disco e transfere-os para a memória. Itens enviados à CPU para ser processados: Itens enviados à CPU para ser processados: A unidade de controle envia itens à CPU e depois os envia novamente à memória após 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. Dados e instruções permanecem na memória até serem enviados a um dispositivo de saída ou armazenamento, ou o programa ser fechado.

8 8SENAC – TDS – Prof. Sérgio Lima Áreas de Armazenamento Temporário Registradores RegistradoresRegistradores Memória MemóriaMemória

9 9SENAC – TDS – Prof. Sérgio Lima Registradores Áreas de armazenamento temporário de alta velocidade. Áreas de armazenamento temporário de alta velocidade. Localizações de armazenamento situadas dentro da CPU. Localizações de armazenamento situadas dentro da CPU. Funcionam sob direção da unidade de controle: Funcionam sob direção da unidade de controle: Recebem, guardam e transferem instruções ou dados. Recebem, guardam e transferem instruções ou dados. Controlam onde a próxima instrução a ser executada ou os dados necessários serão armazenados. Controlam onde a próxima instrução a ser executada ou os dados necessários serão armazenados. Voltar

10 10SENAC – TDS – Prof. Sérgio Lima Memória Também conhecida como armazenamento primário e memória principal. Também conhecida como armazenamento primário e memória principal. Freqüentemente expressa como memória de acesso aleatório (RAM). Freqüentemente expressa como memória de acesso aleatório (RAM). Não faz parte da CPU. Não faz parte da CPU. Retém dados e instruções para serem processados. Retém dados e instruções para serem processados. Armazena informações somente enquanto o programa está em operação. Armazena informações somente enquanto o programa está em operação. Voltar

11 11SENAC – TDS – Prof. Sérgio Lima Como a CPU Executa Instruções Quatro etapas são executadas para cada instrução: Quatro etapas são executadas para cada instrução: Ciclo de máquina: a quantidade de tempo necessária para executar uma instrução. Ciclo de máquina: a quantidade de tempo necessária para executar uma instrução. Computadores pessoais executam-nas em menos de um milionésimo de segundo. Computadores pessoais executam-nas em menos de um milionésimo de segundo. Supercomputadores executam-nas em menos de um trilionésimo de segundo. Supercomputadores executam-nas em menos de um trilionésimo de segundo. Cada CPU tem seu próprio conjunto de instruções: Cada CPU tem seu próprio conjunto de instruções: Aquelas instruções as quais a CPU pode entender e executar. Aquelas instruções as quais a CPU pode entender e executar.

12 12SENAC – TDS – Prof. Sérgio Lima O Ciclo da Máquina O tempo necessário para recuperar, executar e armazenar uma operação. O tempo necessário para recuperar, executar e armazenar uma operação. Componentes: Componentes: Tempo de instrução Tempo de instrução Tempo de instrução Tempo de instrução Tempo de execução Tempo de execução Tempo de execução Tempo de execução O clock de sistema sincroniza as operações. O clock de sistema sincroniza as operações.

13 13SENAC – TDS – Prof. Sérgio Lima Tempo de Instrução Também chamado de I-time. Também chamado de I-time. A unidade de controle recebe a instrução da memória e a coloca em um registro. 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. A unidade de controle decodifica a instrução e determina qual é a localização na memória para os dados necessários. Voltar

14 14SENAC – TDS – Prof. Sérgio Lima Tempo de Execução A unidade de controle transfere dados da memória para registros na ALU. A unidade de controle transfere dados da memória para registros na ALU. A ALU executa instruções relativas aos dados. A ALU executa instruções relativas aos dados. A unidade de controle armazena o resultado da operação na memória ou em um registro. A unidade de controle armazena o resultado da operação na memória ou em um registro. Voltar

15 15SENAC – TDS – Prof. Sérgio Lima Endereços de Memória Cada localização de memória tem um endereço: Cada localização de memória tem um endereço: Um número único, como em uma caixa postal. Um número único, como em uma caixa postal. Pode conter somente uma instrução ou peça de dados: Pode conter somente uma instrução ou peça de dados: Quando dados são reescritos na memória, o conteúdo anterior desse endereço é destruído. Quando dados são reescritos na memória, o conteúdo anterior desse endereço é destruído. Referenciado pelo número: Referenciado pelo número: As linguagens de programação usam um endereço simbólico (nomeado), tal como Horas ou Salário. As linguagens de programação usam um endereço simbólico (nomeado), tal como Horas ou Salário.

16 16SENAC – TDS – Prof. Sérgio Lima Representação de Dados Os computadores entendem duas coisas: ligado e desligado. Os computadores entendem duas coisas: ligado e desligado. Dados são representados na forma binária: Dados são representados na forma binária: Sistema numérico binário (base 2). Sistema numérico binário (base 2). Contém somente 2 dígitos: 0 e 1. Contém somente 2 dígitos: 0 e 1. Corresponde a dois estados: ligado e desligado. Corresponde a dois estados: ligado e desligado.

17 17SENAC – TDS – Prof. Sérgio Lima Representando Dados Bit BitBit Byte ByteByte Palavra PalavraPalavra

18 18SENAC – TDS – Prof. Sérgio Lima Bit Abreviação de binary digit (dígito binário). Abreviação de binary digit (dígito binário). Dois valores possíveis: 0 e 1. Dois valores possíveis: 0 e 1. Nunca pode estar vazio. Nunca pode estar vazio. Unidade básica para armazenar dados: Unidade básica para armazenar dados: 0 significa desligado; 1 significa ligado. 0 significa desligado; 1 significa ligado. Voltar

19 19SENAC – TDS – Prof. Sérgio Lima Byte Um grupo de 8 bits. Um grupo de 8 bits. Cada byte tem 256 (2 8 ) valores possíveis. Cada byte tem 256 (2 8 ) valores possíveis. Para texto, armazena um caractere: Para texto, armazena um caractere: Pode ser letra, dígito ou caractere especial. Pode ser letra, dígito ou caractere especial. Dispositivos de emória e são medidos em número de bytes. Dispositivos de memória e armazenamento são medidos em número de bytes.emória ememória e armazenamento Voltar

20 20SENAC – TDS – Prof. Sérgio Lima Palavra O número de bits que a CPU processa como uma unidade. O número de bits que a CPU processa como uma unidade. Tipicamente, um número inteiro de bytes. Tipicamente, um número inteiro de bytes. Quanto maior a palavra, mais potente é o computador. Quanto maior a palavra, mais potente é o computador. Computadores pessoais tipicamente têm 32 ou 64 bits de extensão de palavras. Computadores pessoais tipicamente têm 32 ou 64 bits de extensão de palavras. Voltar

21 21SENAC – TDS – Prof. Sérgio Lima Capacidades de Armazenamento Kilobyte: 1024 (2 10 ) bytes. Kilobyte: 1024 (2 10 ) bytes. Capacidade de memória dos computadores pessoais mais antigos. Capacidade de memória dos computadores pessoais mais antigos. Megabyte: aproximadamente, um milhão (2 20 ) de bytes. Megabyte: aproximadamente, um milhão (2 20 ) de bytes. Memória de computadores pessoais. Memória de computadores pessoais. Dispositivos de armazenamento portáteis (disquetes, CD-ROMs). Dispositivos de armazenamento portáteis (disquetes, CD-ROMs). Gigabyte: aproximadamente, um bilhão (2 30 ) de bytes. Dispositivos de armazenamento (discos rígidos). Dispositivos de armazenamento (discos rígidos). Memória de mainframes e servidores de rede. Memória de mainframes e servidores de rede. Terabyte: aproximadamente, um trilhão (2 40 ) de bytes. Dispositivos de armazenamento para sistemas muito grandes. Dispositivos de armazenamento para sistemas muito grandes. Voltar

22 22SENAC – TDS – Prof. Sérgio Lima Esquemas de Codificação Provêem uma maneira comum para representar um caractere de dados. Provêem uma maneira comum para representar um caractere de dados. Necessários para os computadores poderem intercambiar dados. Necessários para os computadores poderem intercambiar dados. Esquemas comuns: Esquemas comuns: ASCII ASCII ASCII EBCDIC EBCDIC EBCDIC Unicode Unicode Unicode

23 23SENAC – TDS – Prof. Sérgio Lima ASCII Sigla de American Standard Code for Information Interchange. Sigla de American Standard Code for Information Interchange. O padrão mais amplamente usado. O padrão mais amplamente usado. Usado virtualmente em todos os computadores pessoais. Usado virtualmente em todos os computadores pessoais. Voltar

24 24SENAC – TDS – Prof. Sérgio Lima EBCDIC Sigla de Extended Binary Coded Decimal Interchange Code. Sigla de Extended Binary Coded Decimal Interchange Code. Usado principalmente em mainframes IBM e compatíveis com IBM. Usado principalmente em mainframes IBM e compatíveis com IBM. Voltar

25 25SENAC – TDS – Prof. Sérgio Lima Unicode Projetado para acomodar alfabetos com mais de 256 caracteres. Projetado para acomodar alfabetos com mais de 256 caracteres. Usa 16 bits para representar um caractere. Usa 16 bits para representar um caractere valores possíveis valores possíveis. Exige duas vezes mais espaço para armazenar dados. Exige duas vezes mais espaço para armazenar dados. Voltar

26 26SENAC – TDS – Prof. Sérgio Lima A Unidade de Sistema Abriga os componentes eletrônicos do sistema de computador: Abriga os componentes eletrônicos do sistema de computador: Placa-mãe (motherboard) Placa-mãe (motherboard) Placa-mãe (motherboard) Placa-mãe (motherboard) Dispositivos de armazenamento Dispositivos de armazenamento Dispositivos de armazenamento Dispositivos de armazenamento

27 27SENAC – TDS – Prof. Sérgio Lima Placa-mãe (motherboard) Placa de circuitos plana que contém os circuitos do computador. Placa de circuitos plana que contém os circuitos do computador. A unidade central de processamento (microprocessador) é o componente mais importante. A unidade central de processamento (microprocessador) é o componente mais importante.microprocessador Voltar

28 28SENAC – TDS – Prof. Sérgio Lima Dispositivos de Armazenamento Armazenamento de longo prazo da memória. Armazenamento de longo prazo da memória. Dados não se perdem quando o computador é desligado. Dados não se perdem quando o computador é desligado. Incluem-se entre os exemplos: discos rígidos, disquetes, DVD-ROMs. Incluem-se entre os exemplos: discos rígidos, disquetes, DVD-ROMs. Voltar

29 29SENAC – TDS – Prof. Sérgio Lima Microprocessador Unidade central de processamento impressa em chip de silício. Unidade central de processamento impressa em chip de silício. Contém dezenas de milhões de minúsculos transistores. Contém dezenas de milhões de minúsculos transistores.transistores Componentes-chave: Unidade central de processamento. Unidade central de processamento. Registradores. Registradores. Clock do sistema. Clock do sistema. Voltar

30 30SENAC – TDS – Prof. Sérgio Lima Transistores Comutadores eletrônicos que podem permitir ou não a passagem de corrente elétrica. Comutadores eletrônicos que podem permitir ou não a passagem de corrente elétrica. Se a corrente elétrica passar, o comutador estará ativado, representando um bit 1. Se a corrente elétrica passar, o comutador estará ativado, representando um bit 1. Caso contrário, o comutador estará desativado, representando um bit 0. Caso contrário, o comutador estará desativado, representando um bit 0. Voltar

31 31SENAC – TDS – Prof. Sérgio Lima Tipos de Chips A Intel produz uma família de processadores: A Intel produz uma família de processadores: Processadores Pentium III e Pentium 4 na maioria dos PCs. Processadores Pentium III e Pentium 4 na maioria dos PCs. Processador Celeron vendido para PCs de baixo custo. Processador Celeron vendido para PCs de baixo custo. Xeon e Itanium para estações de trabalho high-end e servidores de rede. Xeon e Itanium para estações de trabalho high-end e servidores de rede. Outros processadores: A Cyrix e a AMD produzem microprocessadores compatíveis com Intel. A Cyrix e a AMD produzem microprocessadores compatíveis com Intel. Chips PowerPC são usados principalmente em computadores Macintosh. Chips PowerPC são usados principalmente em computadores Macintosh. O microprocessador Alpha, da Compaq, é usado em servidores high-end. O microprocessador Alpha, da Compaq, é usado em servidores high-end.

32 32SENAC – TDS – Prof. Sérgio Lima Componentes da Memória Memória semicondutora Memória semicondutoraMemória semicondutoraMemória semicondutora RAM e ROM RAM e ROMRAM e ROMRAM e ROM Memória Flash Memória FlashMemória FlashMemória Flash

33 33SENAC – TDS – Prof. Sérgio Lima Memória Semicondutora Usada pela maioria dos computadores modernos: Usada pela maioria dos computadores modernos: Confiável, barata e compacta. Confiável, barata e compacta. Volátil: exige corrente elétrica contínua. Volátil: exige corrente elétrica contínua. Se a corrente for interrompida, os dados se perdem. Se a corrente for interrompida, os dados se perdem. Semicondutor Complementar de Óxido de Metal – Complementary Metal Oxide Semiconductor (CMOS). Semicondutor Complementar de Óxido de Metal – Complementary Metal Oxide Semiconductor (CMOS). Retém informação quando a energia é desligada. Retém informação quando a energia é desligada. Usado para armazenar informações necessárias quando o computador é inicializado. Usado para armazenar informações necessárias quando o computador é inicializado. Voltar

34 34SENAC – TDS – Prof. Sérgio Lima RAM e ROM Memória de Acesso Aleatório – Random- Access Memory (RAM) Memória de Acesso Aleatório – Random- Access Memory (RAM)Memória de Acesso Aleatório – Random- Access Memory Memória de Acesso Aleatório – Random- Access Memory Memória Somente de Leitura – Read- Only Memory (ROM) Memória Somente de Leitura – Read- Only Memory (ROM)Memória Somente de Leitura – Read- Only Memory Memória Somente de Leitura – Read- Only Memory Voltar

35 35SENAC – TDS – Prof. Sérgio Lima Memória de Acesso Aleatório Dados podem ser acessados aleatoriamente: Dados podem ser acessados aleatoriamente: O endereço de memória 10 pode ser acessado tão rapidamente quanto o endereço de memória O endereço de memória 10 pode ser acessado tão rapidamente quanto o endereço de memória Tipos: Tipos: RAM estática – Static RAM (SRAM) RAM estática – Static RAM RAM dinâmica – Dynamic RAM (DRAM) RAM dinâmica – Dynamic RAM Empacotada em placas de circuito: Empacotada em placas de circuito: Módulos de memória lineares de via simples (SIMMS). Módulos de memória lineares de via dupla (DIMMS). Voltar

36 36SENAC – TDS – Prof. Sérgio Lima RAM Estática Retém seu conteúdo com intervenção da CPU. Retém seu conteúdo com intervenção da CPU. Mais rápida e mais cara do que a DRAM. Mais rápida e mais cara do que a DRAM. Tipicamente usada para cache de Nível 2. Tipicamente usada para cache de Nível 2. Voltar

37 37SENAC – TDS – Prof. Sérgio Lima RAM Dinâmica Deve ser continuamente recarregada pela CPU, ou perderá seu conteúdo. Deve ser continuamente recarregada pela CPU, ou perderá seu conteúdo. Usada para memória de computadores pessoais. Usada para memória de computadores pessoais. DRAM síncrona – Synchronous DRAM (SDRAM): o tipo mais rápido de DRAM usado atualmente. DRAM síncrona – Synchronous DRAM (SDRAM): o tipo mais rápido de DRAM usado atualmente. Rambus DRAM (RDRAM): mais rápida do que a SDRAM, tornar-se-á mais comumente usada quando os preços se reduzirem. Rambus DRAM (RDRAM): mais rápida do que a SDRAM, tornar-se-á mais comumente usada quando os preços se reduzirem. Voltar

38 38SENAC – TDS – Prof. Sérgio Lima Memória Somente de Leitura Contém programas e dados registrados permanentemente na memória pela fábrica. Contém programas e dados registrados permanentemente na memória pela fábrica. Não pode ser alterada pelo usuário. Não pode ser alterada pelo usuário. Não-volátil: o conteúdo não desaparecerá quando houver queda de energia. Não-volátil: o conteúdo não desaparecerá quando houver queda de energia. Chips de ROM programáveis (PROM): Chips de ROM programáveis (PROM): Algumas instruções no chip podem ser alteradas. Algumas instruções no chip podem ser alteradas. Voltar

39 39SENAC – TDS – Prof. Sérgio Lima Memória Flash RAM não-volátil RAM não-volátil Usada em telefones celulares, câmeras digitais e computadores manuais (handheld). Usada em telefones celulares, câmeras digitais e computadores manuais (handheld). Os chips de memória flash assemelham-se aos cartões de crédito. Os chips de memória flash assemelham-se aos cartões de crédito. Menores do que uma unidade de disco e requerem menos energia. Menores do que uma unidade de disco e requerem menos energia. Voltar

40 40SENAC – TDS – Prof. Sérgio Lima O Barramento (Bus) do Sistema Percursos elétricos paralelos que transportam dados entre a CPU e a memória. Percursos elétricos paralelos que transportam dados entre a CPU e a memória. Largura de barramento: Largura de barramento:Largura de barramento:Largura de barramento: O número de percursos elétricos para transportar dados. O número de percursos elétricos para transportar dados. Medida em bits. Medida em bits. Velocidade de barramento: Velocidade de barramento:Velocidade de barramento:Velocidade de barramento: Medida em megahertz (MHz). Medida em megahertz (MHz).

41 41SENAC – TDS – Prof. Sérgio Lima Largura de Barramento Tipicamente, a mesma largura do tamanho de palavra da CPU. Tipicamente, a mesma largura do tamanho de palavra da CPU. Com um tamanho de barramento maior, a CPU pode: Com um tamanho de barramento maior, a CPU pode: Transferir mais dados simultaneamente: Transferir mais dados simultaneamente: Torna o computador mais rápido. Torna o computador mais rápido. Referenciar números de endereço de memória maiores: Referenciar números de endereço de memória maiores: Permite mais memória. Permite mais memória. Suportar um número e uma variedade maiores de instruções. Suportar um número e uma variedade maiores de instruções. Voltar

42 42SENAC – TDS – Prof. Sérgio Lima Velocidade de Barramento Quanto maior a velocidade de barramento, mais rapidamente os dados viajarão por meio do sistema. Quanto maior a velocidade de barramento, mais rapidamente os dados viajarão por meio do sistema. Computadores pessoais têm velocidades de barramento de 400 MHz ou 533 MHz. Computadores pessoais têm velocidades de barramento de 400 MHz ou 533 MHz. Voltar

43 43SENAC – TDS – Prof. Sérgio Lima Barramentos de Expansão Adicione dispositivos periféricos ao sistema: Adicione dispositivos periféricos ao sistema: Placa de expansão Placa de expansãoPlaca de expansãoPlaca de expansão Porta PortaPorta Barramentos de expansão comuns Barramentos de expansão comunsBarramentos de expansão comunsBarramentos de expansão comuns

44 44SENAC – TDS – Prof. Sérgio Lima Placas de Expansão Conectam-se a slots (encaixes) de expansão ou à placa-mãe. Conectam-se a slots (encaixes) de expansão ou à placa-mãe. São usadas para conectar dispositivos periféricos. São usadas para conectar dispositivos periféricos. Voltar

45 45SENAC – TDS – Prof. Sérgio Lima Portas Conectores externos para plugar periféricos, como, por exemplo, impressoras. Conectores externos para plugar periféricos, como, por exemplo, impressoras. Dois tipos de portas: Dois tipos de portas: Seriais: transmitem dados à base de um bit a cada vez. Seriais: transmitem dados à base de um bit a cada vez. Usadas para dispositivos lentos, como o mouse e o teclado. Usadas para dispositivos lentos, como o mouse e o teclado. Paralelas: transmitem grupos de bits em conjunto, lado a lado. Paralelas: transmitem grupos de bits em conjunto, lado a lado. Usadas para dispositivos mais rápidos, como impressoras e scanners. Usadas para dispositivos mais rápidos, como impressoras e scanners. Voltar

46 46SENAC – TDS – Prof. Sérgio Lima Barramentos de Expansão e Portas Comuns Barramento Industry Standard Architecture (ISA): Usado para dispositivos lentos, como o mouse e o modem. Usado para dispositivos lentos, como o mouse e o modem. Barramento Peripheral Component Interconnect (PCI): Usado para dispositivos mais rápidos, como discos rígidos. Usado para dispositivos mais rápidos, como discos rígidos. Accelerated Graphics Port (AGP): Provê desempenho de vídeo mais rápido. Provê desempenho de vídeo mais rápido. Porta Universal Serial Bus (USB): Permite-lhe converter muitos dispositivos em série para a porta USB. Permite-lhe converter muitos dispositivos em série para a porta USB. Barramento IEEE 1394: Um barramento de alta velocidade normalmente usado para conectar equipamentos de vídeo. Um barramento de alta velocidade normalmente usado para conectar equipamentos de vídeo. Barramento PC Card: Usado em laptops para plugar um dispositivo do tamanho de um cartão de crédito. Usado em laptops para plugar um dispositivo do tamanho de um cartão de crédito. Voltar

47 47SENAC – TDS – Prof. Sérgio Lima Velocidades de Processamento dos Computadores As velocidades de instrução são medidas em segundos: As velocidades de instrução são medidas em segundos: Milissegundo: um milésimo de segundo. Milissegundo: um milésimo de segundo. Microssegundo: um milionésimo de segundo. Microssegundo: um milionésimo de segundo. Nanossegundo: um bilionésimo de segundo. Nanossegundo: um bilionésimo de segundo. Computadores modernos atingiram essa velocidade. Computadores modernos atingiram essa velocidade. Picossegundo: um trilionésimo de segundo. Picossegundo: um trilionésimo de segundo.

48 48SENAC – TDS – Prof. Sérgio Lima Velocidades dos Microprocessores Medida da velocidade de clock do sistema: Medida da velocidade de clock do sistema: Quantos pulsos eletrônicos o clock produz por segundo. Quantos pulsos eletrônicos o clock produz por segundo. Usualmente, expressa em gigahertz (GHz). Usualmente, expressa em gigahertz (GHz). Billhões de ciclos de máquina por segundo. Billhões de ciclos de máquina por segundo. Alguns PCs antigos mediam em megahertz (MHz). Alguns PCs antigos mediam em megahertz (MHz). Uma comparação de velocidades de clock somente é significativa entre microprocessadores idênticos. Uma comparação de velocidades de clock somente é significativa entre microprocessadores idênticos.

49 49SENAC – TDS – Prof. Sérgio Lima Outras Medidas de Desempenho MIPS – Um Milhão de Instruções por Segundo. MIPS – Um Milhão de Instruções por Segundo. Computadores pessoais de alta velocidade podem executar mais de 500 MIPS. Computadores pessoais de alta velocidade podem executar mais de 500 MIPS. Tipicamente, uma medida de desempenho mais acurada do que a velocidade de clock. Tipicamente, uma medida de desempenho mais acurada do que a velocidade de clock. Megaflop – um milhão de operações em ponto flutuante por segundo. Megaflop – um milhão de operações em ponto flutuante por segundo. Mede a capacidade do computador para executar operações matemáticas complexas. Mede a capacidade do computador para executar operações matemáticas complexas.

50 50SENAC – TDS – Prof. Sérgio Lima Cache Uma área de armazenamento temporário: Uma área de armazenamento temporário: Agiliza a transferência de dados dentro do computador. Agiliza a transferência de dados dentro do computador. Memória cache Memória cacheMemória cacheMemória cache Cache de processador Cache de processadorCache de processadorCache de processador

51 51SENAC – TDS – Prof. Sérgio Lima Memória Cache Um pequeno bloco de memória de alta velocidade: Um pequeno bloco de memória de alta velocidade: Armazena os dados e as instruções usados com mais freqüência e mais recentemente. Armazena os dados e as instruções usados com mais freqüência e mais recentemente. O microprocessador procura primeiramente na cache os dados de que necessita: O microprocessador procura primeiramente na cache os dados de que necessita: Transferidos da cache muito mais rapidamente do que da memória. Transferidos da cache muito mais rapidamente do que da memória. Se não estiverem na cache, a unidade de controle recupera-os da memória. Se não estiverem na cache, a unidade de controle recupera-os da memória. Quanto mais presença de dados na cache, mais rápido é o desempenho do sistema. Quanto mais presença de dados na cache, mais rápido é o desempenho do sistema. Voltar

52 52SENAC – TDS – Prof. Sérgio Lima Cache de Processador Cache interna (Nível 1) embutida no microprocessador. Cache interna (Nível 1) embutida no microprocessador. Acesso mais rápido, porém custo mais elevado. Acesso mais rápido, porém custo mais elevado. Cache externa (Nível 2) em um chip separado. Cache externa (Nível 2) em um chip separado. Incorporada ao processador e alguns microprocessadores atuais. Incorporada ao processador e alguns microprocessadores atuais. Voltar

53 53SENAC – TDS – Prof. Sérgio Lima Tecnologia RISC Computação com um Conjunto Reduzido de Instruções – Reduced Instruction Set Computing Computação com um Conjunto Reduzido de Instruções – Reduced Instruction Set Computing Usa um pequeno subconjunto de instruções. Usa um pequeno subconjunto de instruções. Um menor número de instruções aumenta a velocidade. Um menor número de instruções aumenta a velocidade. Inconveniente: operações complexas têm de ser divididas em uma série de instruções de tamanho menor. Inconveniente: operações complexas têm de ser divididas em uma série de instruções de tamanho menor. Computação com um Conjunto Complexo de Instruções – Traditional processors use Complex Instruction Set Computing (CISC) Computação com um Conjunto Complexo de Instruções – Traditional processors use Complex Instruction Set Computing (CISC)

54 54SENAC – TDS – Prof. Sérgio Lima Processamento Paralelo e Pipelining Pipelining PipeliningPipelining Uma variação do processamento serial tradicional. Uma variação do processamento serial tradicional. Processamento Paralelo Processamento ParaleloProcessamento ParaleloProcessamento Paralelo Que usa múltiplos processadores simultaneamente Que usa múltiplos processadores simultaneamente

55 55SENAC – TDS – Prof. Sérgio Lima Pipelining Introduz uma nova instrução na CPU a cada etapa do ciclo de máquina. Introduz uma nova instrução na CPU a cada etapa do ciclo de máquina. A instrução 2 é captada quando a instrução 1 é decodificada, em vez de esperar até que o ciclo se complete. A instrução 2 é captada quando a instrução 1 é decodificada, em vez de esperar até que o ciclo se complete. Voltar

56 56SENAC – TDS – Prof. Sérgio Lima Processamento Paralelo O processador de controle divide o problema em partes: O processador de controle divide o problema em partes: Cada parte é enviada a um processador distinto. Cada parte é enviada a um processador distinto. Cada processador tem sua própria memória. Cada processador tem sua própria memória. O processador de controle monta os resultados. O processador de controle monta os resultados. Alguns computadores que usam processamento paralelo operam em termos de teraflops: trilhões de instruções com ponto flutuante por segundo. Alguns computadores que usam processamento paralelo operam em termos de teraflops: trilhões de instruções com ponto flutuante por segundo. Voltar


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