AULA 2 - Microprocessadores - Graduação - Wiki do IF-SC (Parte 1)

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AULA 2 - Microprocessadores - Graduação
De Wiki do IF-SC
Índice
1 Tipos de computadores
1.1 Objetivos
1.2 Definição de Computador
2 Arquitetura e Organização de Computadores
2.1 Hardware
2.2 Camadas de Abstração
2.3 Software
2.3.1 Linguagem de máquina
2.4 Modelo de Von Neumann
2.5 Arquiteturas Harvard
2.6 Modelo de barramento do sistema
2.7 Sinal de clock
2.8 Sistema de computador típico
Tipos de computadores
Objetivos
Compreender os conceitos básicos relacionados aos computadores, seus componentes e à forma como os programas são executados.
Definição de Computador
Como computador entendemos qualquer tipo de dispositivo capaz de receber uma entrada e que retorna uma saída após realizar uma série de operações com base nos
valores recebidos e armazenados.
Para ser considerado um computador ele precisa ter processador, memória e dispositivos de entrada e/ou saída, que podem ser utilizados de modo eficiente na solução
dos tipos de problemas, os quais possuem uma grande complexidade ou um grande volume de dados. Os computadores eletrônicos digitais recebem essa denominação
porque são desenvolvidos a partir de circuitos eletrônicos e são capazes de realizar cálculos, operações lógicas e movimentação de dados entre o processador, seus
dispositivos de armazenamento e de entrada e saída.
Existem vários tipos de computadores. Os principais tipos de computadores disponíveis atualmente são (TANENBAUM, 2007):
Notebooks: computadores portáteis. Geralmente de pequeno tamanho e baixo consumo, para que possam ser mantidos mais tempo por bateria recarregável. São
computadores completos, mas com dimensões reduzidas e limitações quanto ao tamanho da tela, teclado, conexões com periféricos e capacidade de expansão.
Nessa categoria, também se enquadram os laptops, smartphones, os tablets, os PDAs (Personal Digital Assistant) e os netbooks.
Desktop: Computadores de baixo-custo e com desempenho razoável para um usuário "comum", ou residencial. Podem ser desde computadores baratos,
utilizados principalmente para jogos, como computadores mais potentes, utilizados em escolas, empresas ou universidades. No topo dos modelos de
computadores pessoais, estão as chamadas estações de trabalho, que nada mais são do que um computador pessoal com grande poder de processamento.
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https://wiki.ifsc.edu.br/mediawiki/index.php/Arquivo:MIPultrabook.png
https://wiki.ifsc.edu.br/mediawiki/index.php/Arquivo:MIPdesktop2.png
Servidor: Máquinas projetadas para ter um desempenho considerado bom para uma aplicação muito grande e complexa ou então para um número muito grande
de operações mais simples. Alguns servidores são simples computadores de Desktop melhorados. Entretanto, existem também aqueles que possuem arquiteturas
muito mais sofisticadas que contam com dezenas ou até mesmo centenas de processadores. Os servidores, normalmente, são desenvolvidos para suportar um
número maior de processadores, mais conexões de rede, mais espaço de armazenamento em disco e seus componentes permitem que o mesmo fique ligado de
forma ininterrupta.
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https://wiki.ifsc.edu.br/mediawiki/index.php/Arquivo:MIPworkstation.png
https://wiki.ifsc.edu.br/mediawiki/index.php/Arquivo:MIPservidor.png
Cluster - Conjunto de estações de trabalho ou cluster (https://pt.wikipedia.org/wiki/Cluster) são vários computadores pessoais ou estações de trabalho,
conectados por uma rede de alto desempenho, executando um software especial que permite a todas as máquinas trabalharem juntas em uma única tarefa, como
se fosse um único supercomputador.
https://wiki.ifsc.edu.br/mediawiki/index.php/Arquivo:MIPservidor2.png
https://wiki.ifsc.edu.br/mediawiki/index.php/Arquivo:MIPservidor3.png
https://pt.wikipedia.org/wiki/Cluster
https://wiki.ifsc.edu.br/mediawiki/index.php/Arquivo:MIPcluster1.png
Mainframes – são grandes computadores, descendentes diretos dos computadores da década de 1960. Eles podem manipular e processar um grande volume de
dados e ter milhares de conexões simultâneas. Seu uso é adequado para empresas que há décadas trabalham com programas dessa natureza como os bancos, por
exemplo.
Supercomputador (https://pt.wikipedia.org/wiki/Supercomputador): Computadores com capacidade de processamento superior e grande capacidade de memória,
para aplicações que exigem cálculos complexos e tarefas intensivas. São utilizados para aplicações militares, de segurança e/ou científicas. São construídos com
milhares de processadores interconectados por um barramento específico.
https://wiki.ifsc.edu.br/mediawiki/index.php/Arquivo:MIPcluster2.png
https://wiki.ifsc.edu.br/mediawiki/index.php/Arquivo:MIPmainframe.png
https://pt.wikipedia.org/wiki/Supercomputador
Sistemas Embarcados/microcontrolados: Possuem um uso dedicado à uma única tarefa e normalmente vem embutidos em outros aparelhos como celulares,
microondas, elevadores ou veículos. Possuem uma Entrada/Saída muito simples.
Arquivo:MIPsistembarc2png
Computador descartável (https://pt.wikipedia.org/wiki/Identifica%C3%A7%C3%A3o_por_radiofrequ%C3%AAncia) – são computadores desenvolvidos num
único chip e são usados em chips de RFID (Radio-Frequency IDentification) em etiquetas de produtos e em cartões de felicitações para, normalmente, tocar uma
música. Esses dispositivos custam menos de US$ 1,00.
Arquitetura e Organização de Computadores
Hoje em dia há muitos tipos de computadores e diversas arquiteturas. Elas são frutos de muitos estudos, pesquisas e avanços tecnológicos. Mas todos computadores
compartilham uma arquitetura comum. Essa arquitetura é o que separa um computador de uma calculadora de bolso, de um aparelho de televisão ou um relógio de
pulso. Essa arquitetura é apresentada na figura abaixo:
https://wiki.ifsc.edu.br/mediawiki/index.php/Arquivo:MIPsupercomputador.png
https://wiki.ifsc.edu.br/mediawiki/index.php/Arquivo:MIPsistembarc.png
https://wiki.ifsc.edu.br/mediawiki/index.php?title=Especial:Carregar_arquivo&wpDestFile=MIPsistembarc2png
https://pt.wikipedia.org/wiki/Identifica%C3%A7%C3%A3o_por_radiofrequ%C3%AAncia
https://wiki.ifsc.edu.br/mediawiki/index.php/Arquivo:MIPrfid.png