Aula 1: Componentes do computador

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UFRN
Escola de Ciências e Tecnologia
Componentes do 
Computador
ECT1103 – INFORMÁTICA FUNDAMENTAL
2010.1
• Manter o telefone celular sempre 
desligado/silencioso quando estiver em 
sala de aula;
• Nunca atender o celular na sala de aula.
Objetivo da Aula
• Entender a evolução dos computadores;
• Apresentar os componentes que constituem um 
computador; 
• Entender:
– Como funciona o computador;
– Computador como uma ferramenta e disciplina.
Conceitos Fundamentais
Conceitos Fundamentais
• O que é um computador ?
– Aparelho eletrônico usado para processar, guardar e tornar 
acessível informação de variados tipos. (Dicionário 
Priberam) 
– Denomina-se computador uma máquina capaz de variados 
tipos de tratamento automático de informações ou 
processamento de dados. (wikipedia) 
– Máquina destinada ao processamento de dados; dispositivo 
capaz de obedecer a instruções que visam produzir certas 
transformações nos dados, com o objetivo de alcançar um 
fim determinado.
• Quem usa?
– Indústrias, empresas, universidades, população em geral.
Conceitos Fundamentais
SoftwareHardware
Peopleware
Hardware
O que é Hardware?
Hardware
Hardware
Hardware
Software
O que é Software?
Software
Software
Software
Software
Software
Peopleware
O que é Peopleware?
Peopleware
Peopleware
Peopleware
Conceitos Fundamentais
• Três pilares
– Físico:
• Hardware (CPU + Periféricos)‏.
– Lógico:
• Firmware (Instruções de Fábrica);‏
• Software (Programas)‏:
– Algoritmo.
– Humano:
• Peopleware (Profissionais).‏
Evolução Histórica
• Vídeo
Evolução Histórica
• 3500 a.C. - O Ábaco
– Chinês, Russo, Japonês.
• 1642 - A máquina de Blaise Pascal
– Rodas dentadas e engrenagens;
– Soma e subtração.
• 1801 - O tear programável
– Joseph Marie Jacquard;
– Cartões perfurados.
• 1822 - A máquina que "ficou no papel“
– Charles Babbage;
– “Pai do Computador”.
Evolução Histórica
• 1ª Geração: tecnologia de válvulas (1940 - 1955);‏
• 2ª Geração: a utilização do transistor (1955-1965);‏
• 3ª Geração: os circuitos integrados (1965-1980)‏;
• 4ª Geração: microprocessadores (1980-Hoje)‏.
Evolução Histórica
1 GERAÇÃO (Componente eletrônico: válvulas)
• 1943 - Mark I
– 17 metros de comprimento; 
– 2 metros e meio de altura; 
– 5 toneladas.
• 1945 – ENIAC
– Utilizava válvulas eletrônicas;
– Manipulação em forma decimal. 
Limitação: Difícil programação 
Evolução Histórica
• 2 GERAÇÃO (1959-1964)
– Substituiu as válvulas eletrônicas por 
transistores e os fios de ligação por circuitos 
impressos.
• 3 GERAÇÃO (1964-1980)
– Construída com circuitos integrados 
(miniaturização de transistores num único 
chip).
• 4 GERAÇÃO (1980 até hoje)
– Caracterizada por um aperfeiçoamento da 
tecnologia já existente – Microprocessadores;
– Maior grau de miniaturização, confiabilidade e 
velocidade maior, já da ordem de 
nanosegundos (bilionésima parte do segundo).
Evolução Histórica
Evolução Histórica
• Fim do vídeo
Componentes do computador
• Quais componentes do computador vocês conhecem?
Componentes do computador
Componentes do computador
Componentes do computador
Componentes do computador
Componentes do computador
Componentes do computador
Como vemos o computador
Como vemos o computador
Abrindo a caixa
Uma história
Phineas Ferb
Uma história
Personagens
Phineas
Personagens
Ferb
Personagens
Buford
Personagens
Candance
Personagens
Isabella
Personagens
Baljeet
Como funciona?
Responsabilidades
•Usuário
•Arquiteto
•Programador
Responsabilidades
•Levar dados do Phineas ao Ferb
Responsabilidades
Levar dados do 
Ferb ao Phineas
Responsabilidades
Armazenar instruções 
e dados no caderno
Caderno
Conteúdo acessível pelo número da linha
Caderno
Instruções
Responsabilidades
Executar operações 
lógicas e aritméticas.
Ex: soma, subtração, 
OU, AND.
NERD
Responsabilidades
Responsabilidades
•Coordenar atividades
•Solicitar cálculos ao Baljeet
•Solicitar leitura/escrita de dados no caderno
•Receber dados da Isabella (Vindo do Phineas)
•Enviar dados ao Phineas (Via Candance)
•Decodificar instruções
Responsabilidades
•Instrução atual
•Próxima instrução
•Valores intermediários
das operações
Unidade Central de Processamento
Comunicação
Linha de comunicação denominada barramento
Funcionamento
• Phineas como programador
Funcionamento
• Supondo que já existem instruções escritas por Phineas
no Caderno que Buford possui
Funcionamento
Me dê a próxima 
instrução
Funcionamento
Diz aqui no 
caderno, na linha 
1, para somar 
1204 com 2
Funcionamento
Decodificando instrução...
Funcionamento
Armazenando instrução
atual no meu rascunho
Funcionamento
Vou anotar aqui no meu
rascunho qual deve ser a
próxima instrução...
Funcionamento
A operação atual 
é uma soma, vou 
repassar ao 
Baljeet
Funcionamento
Calcule 2 + 1204
Funcionamento
Dá 1206
Funcionamento
Armazenando 1206 no meu
rascunho....
Funcionamento
Guarde 1206 na 
linha 32 do 
caderno
Funcionamento
• Phineas como usuário do
computador
Funcionamento
Preciso saber 
qual a nota do 
Phineas na 
primeira Prova
Funcionamento
Pergunte ao 
Phineas a nota 
dele.
Funcionamento
Quanto você 
tirou na primeira 
prova?
Funcionamento
Avise ao Ferb
que tirei 9.99.
Funcionamento
O Phineas tirou 
9.99!
Funcionamento do Computador
Arquitetura de Von Neumann
Funcionamento do Computador
Arquitetura de Von Neumann
Unidade Central de Processamento
Unidade
de Controle
ULA
Unidade Primária
de Armazenamento
Dispositivos
de Entrada
Dispositivos
de Saída
Dispositivos de 
Armazenamento 
Secundário
Funcionamento do Computador
Arquitetura de Von Neumann
Unidade Central de Processamento
Unidade
de Controle
ULA
Unidade Primária
de Armazenamento
Dispositivos
de Entrada
Dispositivos
de Saída
Elementos da Arquitetura de Von Neumann
• Unidade de entrada – Traduz informação de um dispositivo de
entrada em um código que o computador entende (binário).
Elementos da Arquitetura de Von Neumann
• Memória – Armazena os dados e o próprio programa. Número
finito de localizações que são identificadas por meio de um único
endereço.
Elementos da Arquitetura de Von Neumann
• Unidade lógica e aritmética (ULA) - Capaz de realizar operações
matemáticas e lógicas.
Elementos da Arquitetura de Von Neumann
• Unidade lógica e aritmética (ULA) - Capaz de realizar operações
matemáticas e lógicas.
Elementos da Arquitetura de Von Neumann
• Unidade de controle – Responsável pelo “tráfego” de dados.
Elementos da Arquitetura de Von Neumann
• Barramentos - Conjunto de linhas de comunicação que permitem
a interligação entre a CPU, a memória e outros dispositivos.
Elementos da Arquitetura de Von Neumann
• Unidade de saída – converte os dados processados, de impulsos
elétricos em palavras ou números que podem ser escritos em
dispositivos de saída.
Calcule o valor das expressões: 
Projeto de Computador
Memória
Principal
Unidade Lógica 
e Aritmética 
Unidade de 
Controle
Dispositivos
de Entrada
e Saída
• A =100
• B = 50
• C = 2
• D = 5
1. ((A-B)*C)/D
2. (D + C)* A
3. (A+D-C)
Unidade Central de Processamento (UCP)
Formada por:
• Unidade de Controle
– Execução das instruções;
– Leitura de dados da memória; 
– Escrita de dados na memória; 
– Leitura de dados de periféricos de E/S; 
– Escrita de dados em periféricos de E/S; 
– Desvios na execução de instruções. 
• Unidade Lógica e Aritmética
– Realiza operações lógicas e aritméticas (+, -, 
*, etc.).
Unidade 
de Controle
Contador de programa
Registro de instrução
CPU
Unidade Lógica e
Aritmética
Exemplos de UCP
Intel 4004 Intel 8086
Mais informações: 
http://www.sabtudo.hpg.ig.com.br/tecnologia_e_internet/99/Evolucao_Microprocessadores.htm
Exemplos de UCP
Intel 486DX Intel Pentium III
Memórias
RECUPERAR
(LEITURA,
READ)
ARMAZENAR
(ESCRITA,
WRITE)
MemóriasMemórias
• A memória é um elemento com capacidade para 
armazenar qualquer tipo de informação (dados e 
programas).
• Memória pode ser classificada em termos de:
– Tempo de acesso;
– Tamanho;
– Capacidade de leitura e escrita (vida útil);
– Volatilidade.
• Tipos de Memórias: 
– Primárias;
– Secundárias.
Memória ROM
• É uma memória que unicamente pode ser lida. 
• Esta memória não pode ser reescrita, servindo apenas 
para leitura.
• É utilizada para guardar programas e informações 
responsáveis pelo funcionamento interno do 
computador.
• Não-volátil.
Registradores
• Memória de alta velocidade
– Armazenamento de valores intermediários;
– Informações de comando.
• Número limitado de bits
– Em geral, uma palavra de memória.
• Registradores mais importantes:
– Contador de programa (PC - Program Counter);
• Aponta para a próxima instrução a ser executada.
– Registro de instrução (IR - Instruction Register);
• Armazena a instrução em execução.
• Outros:
– Armazena resultados intermediários.
Registradores
98
Memória Cache
• É utilizada para o armazenamento dos dados requisitados 
pelo processador.
• A sua capacidade é bastante reduzida devido ao custo, 
pois a cache é uma memória de acesso bastante rápida.
• Volátil. 
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Memória Primária 
• A RAM é uma memória primária que contém os 
programas e os dados que serão utilizados.
• Características da memória RAM:
– É de leitura e escrita, pois permite ler e escrever dados, 
alterá-los e voltar a gravá-los; 
– Volátil pois perde toda a informação quando o computador 
é desligado.
Memória Primária
Conteúdo acessível pelo número da linha
Memória Primária
• Organizada em palavras;
• Cada palavra tem um endereço de memória.
Memórias Secundárias
• São utilizadas para guardar, de uma forma mais 
permanente (não-volátil), os dados que se encontram na 
memória RAM.
Hierarquia de Memória
Tipo Capacidade Velocidade Custo Localização Volatilidade
Registrador Bytes muito alta muito alto UCP Volátil
Memória Cache Kbytes alta alto UCP/placa Volátil
Memória Primária Gbytes média médio Placa Volátil
Memória Secundária Gbytes baixa baixo Externa Não Volátil
Processador 
(Cache L1 e 
Registradores)
Cache L2 
(separado)
Memória 
principal
Memória 
secundária
Dispositivos de Entrada e Saída (E/S)
• Os dispositivos de E/S são usados para a comunicação do 
computador com o mundo exterior;
• Todos os dispositivos de E/S necessitam de uma 
controladora para permitir a comunicação entre eles e o 
computador;
• Uma controladora é uma interface entre a CPU e um 
dispositivo de E/S;
• As duas funções executadas por uma controladora são: 
– Combinar as velocidades entre os dispositivos que operam em 
velocidades diferentes;
– Convertem dados de um formato em outro.
Dispositivos de Entrada
• Teclado:
– Lê os caracteres digitados pelo usuário;
• Mouse:
– Lê os movimentos e toque de botões;
• Drive de CD-ROM:
– Lê dados de discos CD-ROM;
• Microfone:
– Transmite sons para o computador;
• Scanner:
– Usado para aquisição de informação visual (figuras ou fotos).
Dispositivo de Entrada
Isabella
Dispositivos de Saída 
• Alto-falante:
– Realiza comunicação com o usuário através de sons;
• Monitor de vídeo:
– Mostra na tela, caracteres e gráficos ao usuário;
• Impressora:
– Imprime caracteres e gráficos.
Dispositivo de saída
Candance
Barramentos
• Vias de comunicação entre componentes de computador.
• Tipos:
• Barramento de Dados
• Barramento de Endereço
• Barramento de Controle 
Barramento
Funcionamento do Computador
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Placa Mãe
• Permite que o processador se comunique com todos os 
periféricos instalados. 
• É a plataforma em que se encontram circuitos eletrônicos 
e a memória ROM. É onde se instalam todos os 
componentes internos do computador: processador 
(CPU), memória RAM, discos, placa gráfica, placa de som, 
drive de disquetes, CDs ou DVDs.
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Placa Mãe
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Site
• http://www.ect.ufrn.br/modulo/ect1103/