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Unidade II Tecnologias de Informação Parte 1 UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ INSTITUTO DE CIÊNCIAS EXATAS E NATURAIS FACULDADE DE COMPUTAÇÃO Profa. Fabíola Araújo – fpoliveira@ufpa.br Conteúdo da Unidade II ◻ Sistemas de computadores ◻ Memória ◻ Processador ◻ Dispositivos de entrada e saída ◻ Software de sistemas ◻ Software de aplicação ◻ Linguagem de programação ◻ Organização de dados e informações 2 ✔Sistemas de Computadores ✔Unidade Central de Processamento ✔Memória ✔Dispositivos de Entrada e Saída Unidade II Tecnologias de Informação 3 Sistema de Computação ◻ Hardware ? Parte física do sistema de computação. ■ UCP e periféricos ◻ Software ? Parte lógica do sistema de computação. ■ Softwares básico e aplicativo ◻ Peopleware ? Pessoas que trabalham com o computador. ■ Digitadores, programadores, analistas, usuários finais entre outros. 4 Sistema de Computação ◻ Subsistema especial do sistema de informação geral de uma organização. ? Composição integrada de dispositivos (eletrônica digital) usada para entrada, processamento, armazenamento e saída de dados e informações. ◻ Montar um sistema computacional completo, requer... ? Componentes selecionados e organizados de acordo com a necessidade do sistema (tarefas executadas). ■ Custos , controle e complexidade. ◻ Ao escolher um SC considerar os usos atuais e futuros. 5 Computador - Anatomia básica Unidade de controle Unidade aritmética/lógica Área de armazenamento de registro Memória Principal Dispositivos de Entrada/ Saída Barramento UCP ou CPU (Central Processing Unit) 6 Barramento Unidade Central de Processamento ◻ Responsável por fazer o processamento dos dados. ? Transforma dados de entrada em dados de saída. ◻ Composta por: unidades de controle e lógica/aritmética, além dos registradores internos. ◻ O processamento é realizado através do ciclo: 1. Buscar instrução na MP; 2. Executar instrução; 3. Buscar a instrução seguinte; 4. Executar a instrução seguinte. 7 Unidade Central de Processamento ◻ Unidade de Controle (UC) ? Acessa sequencialmente as instruções, decodifica e coordena o fluxo de dados de E/S da ULA, registradores, MP e armazenamento secundário. ◻ Unidade Lógica/Aritmética (ULA) ? Realiza cálculos matemáticos e comparações lógicas. ◻ Registradores ? Áreas de armazenamento temporário, de alta velocidade, onde pequenas unidades de instruções são armazenadas antes, durante e após a execução pela CPU. 8 Unidade Central de Processamento UC (2) Decodifica Tempo de Instrução ULA (3) Executa Tempo de Execução Registradores (1) Captura (4) Armazena Memória 9 Unidade Central de Processamento ◻ Tempo de Instrução ? Captura e decodificação da instrução (registradores e Unidade de Controle – UC) ◻ Tempo de Execução ? Executa a instrução e armazena o resultado (Unidade Lógico Aritmética – ULA e registradores). ◻ Ciclo de máquina ? Fase de instrução seguida da fase de execução. ◻ Encadeamento ? Para acelerar o processamento, a UCP pode capturar uma instrução, decodifica outra e executa uma terceira ao mesmo tempo. 10 Características Processamento Poder, Velocidade e Capacidade ◻ Saídas apresentadas no momento oportuno. ◻ Medidas para estimar a velocidade de processamento. ? Tempo de ciclo da máquina ■ Quantas instruções são executadas em um segundo (MIPS = milhões de instruções por segundo). ? Velocidade do relógio ■ Pulsos eletrônicos a uma taxa predeterminada. ■ Quanto mais curto o intervalo entre pulsos, mais rápida a execução de uma instrução. ■ Medida em hertz (ciclo ou pulso por segundo). 11 Características Processamento Poder, Velocidade e Capacidade ◻ Comprimento da palavra ? Quantidade de bits que a CPU pode processar por vez. ? Inicialmente eram máquinas com limitação de 4 bits. ? Evoluíram para máquinas 8, 16, 32 e 64 bits. ◻ Largura da linha de barramento ? Linhas de barramento são os cabos físicos que conectam os componentes do sistema computacional. ? Quantidade de bits que uma linha de barramento pode transmitir por vez. 12 Multiprocessamento e Processamento Paralelo ◻ Multiprocessamento ? Execução simultânea de duas ou mais instruções ao mesmo tempo. ■ Ex. Coprocessadores executando funções específicas (cálculos matemáticos e funções gráficas). ◻ Processamento paralelo ? Execução simultânea da mesma tarefa em vários processadores para obter resultados mais rápidos. ■ Ex. modelagem, simulação e análise de grande volume de dados. 13 Memória ◻ Área utilizada pela UCP para armazenamento de instruções de programas e dados. ? Posicionada fisicamente perto da UCP. Unidade de controle Unidade aritmética/lógica Área de armazenamento de registro Memória Principal UCP 14 Memória ◻ Utiliza 1 byte (8 bits) para representar um caractere. ◻ Tamanho máximo da MP é limitada pela arquitetura do sistema (UCP) Nome Abreviação Quantidade de bytes Byte B 1 Kilobyte KB 1.024 bytes Megabyte MB 1.024 KB Gigabyte GB 1.024 MB Terabyte TB 1.024 GB Petabyte PB 1.024 TB 15 Memória ◻ Memória principal (ou central) ? Rápida,custosa, temporária, volátil e limitada. ◻ Memória secundária (ou auxiliar) ? Mais lenta, maior capacidade e não-volátil. 16 Tipos de Memória ◻ RAM (Random Access Memory) ? Armazenamento temporário ? Volátil ? Permite leitura e gravação ? Instaladas diretamente (slot) ou montadas em cartões ligados à placa mãe do computador. ◻ ROM (Read Only Memory) ? Armazenamento permanente de dados e instruções que não mudam. ? Em geral, não volátil. ? Permite apenas leitura. 17 Tipos de Memória ◻ DRAM (Dynamic RAM) Circuito mais simples Necessita de atualizações periódicas (refresh) para não perder as informações. Um pouco lenta ◻ SRAM (Static RAM) ◻ Circuito mais complexo ◻ Extremamente rápida ◻ Não precisa de refresh ◻ Baixo consumo de energia ◻ Alto custo 18 Tipos de Memória ◻ RAM ? EDORAM (Extended Data Out RAM) ■ Logo que o endereço do primeiro bit é encontrado, começa a procurar o próximo bit. ◻ ROM ? PROM (Programmable ROM) ■ Dados e instruções precisam ser programados uma única vez. ■ Depois de programada, não pode ser modificada (ROM). ■ Ex. Dispositivos de jogos por computador. 19 Tipos de Memória ◻ ROM ? EPROM (Erasable Programmable ROM) ■ Similar a PROM,porém o dispositivo pode ser apagado ou reprogramado. ■ Instruções e dados mudam com pouca frequência. ■ Ex. controlar a operação de um robô. ◻ Memória Cache ? Memória de alta velocidade ? UCP acessa mais rapidamente do que a MP ? Repositório de armazenamento de recuperação rápida. ? Armazena dados usados frequentemente. 20 Armazenamento Secundário ◻ Armazenar grande quantidade de dados, instruções e informações mais permanentemente do que o permitido com a MP. ◻ Métodos de acesso ? Sequencial ■ Dados acessados na ordem em que foram armazenados. ■ Ex. fitas magnéticas ? Direto (Randômico) ■ Dados recuperados diretamente. ■ Ex. discos magnéticos e óticos. 21 Dispositivos de Entrada e Saída ◻ Através dos dispositivos de E/S, os usuários levam dados e instruções para o computador e recebem resultados dele. ◻ Seleção dos dispositivos de E/S depende os objetivos organizacionais e do SI. ◻ Quanto mais especializada a aplicação, mais especializados devem ser os dispositivos de E/S. ◻ Entrada de dados rápida e saída no momento apropriado. 22 Dispositivos de Entrada 23 Dispositivos de Saída 24 Porte Físico 25