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ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES Aula de Revisão AV1 Tema da Apresentação AULA DE REVISÃO AV1 ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES * ESTRUTURA DA DISCIPLINA AULA 1 – Fundamentos AULA 2 – Sistemas de Numeração AULA 3 – Representação de dados AULA 4 – Lógica Digital AULA 5 – Álgebra Booleana AULA 6 – Modelo de Von Neumann AULA 7 – Conjunto de Instruções AULA 8 – Processador AULA 9 – Memória AULA 10 – Dispositivos de Entrada e Saída Tema da Apresentação AULA DE REVISÃO AV1 ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES * Conteúdo Programático AULA DE REVISÃO AV1 Conceitos de computação Representações numéricas Algoritmos de conversão de base Álgebra booleana Tema da Apresentação AULA DE REVISÃO AV1 ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES * HARDWARE SOFTWARE SISTEMA COMPUTACIONAL + O QUE SE CHUTA E O QUE SE XINGA? LEMBRE-SE: AULA 1 Tema da Apresentação AULA DE REVISÃO AV1 ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES * HARDWARE AULA 1 Tema da Apresentação AULA DE REVISÃO AV1 ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES * ATENÇÃO AO CONSUMO CONSCIENTE LIXO ELETRÔNICO São todos os equipamentos eletrônicos que jogamos fora!!!! Possuem metáis pesados altamente tóxicos (mercúrio, cádmio,berílio e chumbo) RISCOS contaminação do lençol freático doenças graves adquiridas em “lixões” poluição do ar se forem queimados AULA 1 Tema da Apresentação AULA DE REVISÃO AV1 ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES * PLACA-MÃE PROCESSADOR HARDWARE : Placa mãe e seus Acessórios MEMÓRIA (PRINCIPAL) AULA 1 Tema da Apresentação AULA DE REVISÃO AV1 ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES * COMO ESTES COMPONENTES SE CONECTAM? ENDEREÇO DADOS CONTROLE BARRAMENTOS AULA 1 Tema da Apresentação AULA DE REVISÃO AV1 ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES * COMO ESTES COMPONENTES SE CONECTAM? ENDEREÇO DADOS CONTROLE BARRAMENTOS E PARA FUNCIONAR? PROGRAMA (FONTE) OBJETO EXECUTÁVEL COMPILADOR LIGADOR AULA 1 Tema da Apresentação AULA DE REVISÃO AV1 ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES * RESUMO – AULA 1 PROCESSAMENTO DE DADOS é a tarefa de transformar dados em informações Esta tarefa pode ser executada por um COMPUTADOR Para que o computador faça uma tarefa é necessário que exista um PROGRAMA que determine como esta tarefa deve ser executada Para desenvolvimento de um programa utilizamos uma LINGUAGEM DE PROGRAMAÇÃO O programa escrito nesta linguagem é transformado em CÓDIGO DE MÁQUINA através dos processos de compilação e ligação AULA 1 Tema da Apresentação AULA DE REVISÃO AV1 ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES * QUE BASES VAMOS ESTUDAR? 10 algarismos da base decimal: 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 2 algarismos na base binária: 0 1 16 algarismos na base hexadecimal: 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F AULA 2 AULA 2 Tema da Apresentação AULA DE REVISÃO AV1 ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES * QUE BASES VAMOS ESTUDAR? 10 algarismos da base decimal: 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 2 algarismos na base binária: 0 1 16 algarismos na base hexadecimal: 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F AULA 2 CADA POSIÇÃO CORRESPONDE A UMA POTÊNCIA DA BASE, ASSIM COMO NA BASE DECIMAL? SIM !!! A516 = A * 161 + 5 *160 = 10 * 16 + 5 *1 = 160 + 5 = 16510 AULA 2 Tema da Apresentação AULA DE REVISÃO AV1 ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES * De quantos bits eu preciso? E de byte em byte... Devemos encontrar a potência de 2 mais próxima que comporte o número, considerando que Bn equivale as combinações com n algarismos. 135 serão necessários 8 bits : 28 = 256 combinações 13510 = 1 0 0 0 0 1 1 12 Um conjunto de oito bits equivale a um byte Utilizar os múltiplos (K, M, G ...) facilita, pois a capacidade de armazenamento dos diversos dispositivos no computador é medida em bytes AULA 2 Tema da Apresentação AULA DE REVISÃO AV1 ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES * Quantos bytes possuem, respectivamente, 2KB, 4MB e 8GB? 1) 2¹² , 4²º , 2³² 2) 2¹¹ , 2²º , 2³² 3) 2¹¹ , 2²² , 2³³ 4) 2¹² , 2²² , 2³¹ Qual o valor em decimal do número ABC (em hexadecimal)? 1) 2748 2) 2700 3) 33 4) 2747 Quantos arquivos de 2MB cabem em um cartão de memória de 32 GB? AULA 2 Tema da Apresentação AULA DE REVISÃO AV1 ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES * Quantos bytes possuem, respectivamente, 2KB, 4MB e 8GB? 1) 2¹² , 4²º , 2³² 2KB = 2 x 210 = 211 B 2) 2¹¹ , 2²º , 2³² 4MB = 22 x 220 = 222 B 3) 2¹¹ , 2²² , 2³³ 8GB = 23 x 230 = 233 B 4) 2¹² , 2²² , 2³¹ Qual o valor em decimal do número ABC (em hexadecimal)? 1) 2748 ABC = A x 162 + B x 161 + C x 160 2) 2700 = 10 x 162 + 11 x 161 + 12 x 160 3) 33 = 10 x 256 + 11 x 16 + 12 4) 2747 = 2560 + 176 + 12 = 2748 Quantos arquivos de 2MB cabem em um cartão de memória de 32 GB? N = 32 GB = 25 x 230 B = 235 = 235- 21 = 214 arquivos 2 MB 2 x 220 B 221 AULA 2 Tema da Apresentação AULA DE REVISÃO AV1 ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES * Os números podem ser representados em bases diferentes As bases 2 e 16 são as mais utilizadas na informática Saber trabalhar com números binários e seus múltiplos é fundamental e facilitará seu trabalho Você deve praticar! E lembrem-se... existem 10 tipos de pessoas no mundo, as que conhecem números binários e as que não conhecem RESUMO DA AULA 2 AULA 2 Tema da Apresentação AULA DE REVISÃO AV1 ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES * Conversão de Base Decimal Binário 1) Realizar divisões sucessivas por 2 enquanto quociente diferente de zero 2) Os “restos” irão formar o número convertido Decimal Hexadecimal 1) Realizar divisões sucessivas por 16 enquanto quociente diferente de zero 2) Os “restos” irão formar o número convertido Hexadecimal Binário 1) Cada quatro bits formam um algarismo hexadecimal AULA 3 Tema da Apresentação AULA DE REVISÃO AV1 ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES * E OS NÚMEROS NEGATIVOS? SINAL e MAGNITUDE -10 = 1 1010 sinal magnitude AULA 3 Um bit reservado para sinal A magnitude (valor) é o número apresentado em binário Tema da Apresentação AULA DE REVISÃO AV1 ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES * Complemento a 1 -10 = 1 0 1 0 1 Um bit reservado para sinal Diferença entre cada algarismo do número e o maior algarismo possível na base 1010 invertido sinal AULA 3 E OS NÚMEROS NEGATIVOS? Para a base 2 o maior algarismo é o 1 e, para este caso, equivale a inverter todos os dígitos Tema da Apresentação AULA DE REVISÃO AV1 ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES * Complemento a 2 -10 = 1 0 1 1 0 Um bit reservado para sinal Representação mais utilizada sinal 0101 + 1 AULA 3 E OS NÚMEROS NEGATIVOS? Obtido a partir do complemento a 1 de um número binário somando-se 1 ao número invertido Tema da Apresentação AULA DE REVISÃO AV1 ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES * SINAL E MAGNITUDE Registra o sinal do maior número e subtrai a magnitude COMPLEMENTO A 1 Efetua a soma bit a bit (inclusive sinal) “vai um” para fora do número é somado ao resultado Se não houver “vai um” para fora do número, o resultado é negativo e deve ser complementado (mantendo o sinal) COMPLEMENTO A 2 Efetua a soma bit a bit (inclusive sinal) “vai um” para fora do número indica resultado positivo Se não houver “vai um” para fora do número, o resultado é negativo e deve ser complementado (mantendo o sinal) SOMANDO E SUBTRAINDO AULA 3 Tema da Apresentação AULA DE REVISÃO AV1 ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES * Qual a representação em base binária do número FFh e 10h respectivamente? 1) 11111111 e 00010000 2) 11111111 e 00010110 3) 10000000 e 00010001 4) 10000000 e 00010000 A representação em complemento a 2 do número decimal -13 utilizando 5 bits é: 1) 11101 2) 10011 3) 10010 4) 01101 Joãozinho só sabe contar em hexadecimal e tem uma coleção com 1B bolinhas de gude. Seu irmão mais velho lhe deu 7 bolinhas. A mãe de Joãozinho perguntou a ele quantas bolinhas ele tinha. O que Joãozinho respondeu? AULA 3 Temada Apresentação AULA DE REVISÃO AV1 ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES * Qual a representação em base binária do número FFh e 10h respectivamente? 1) 11111111 e 00010000 2) 11111111 e 00010110 F F h = 1111 11112 3) 10000000 e 00010001 1 0 h = 0001 00002 4) 10000000 e 00010000 A representação em complemento a 2 do número decimal -13 utilizando 5 bits é: 1) 11101 13 = 01101 2) 10011 complemento a 1 = 10010 3) 10010 + 1 4) 01101 10011 Joãozinho só sabe contar em hexadecimal e tem uma coleção com 1B bolinhas de gude. Seu irmão mais velho, que conta em decimal, deu 12 bolinha para o caçula. A mãe de Joãozinho perguntou a ele quantas bolinhas ele tinha. O que Joãozinho respondeu? 1B = 16 + 11 = 27 27 + 12 = 39 27h AULA 3 Tema da Apresentação AULA DE REVISÃO AV1 ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES * Calcule o resultado da operação 25 – 32 em binário utilizando complemento a dois com 7 bits. Representar -32 e 25 em binário 2) Efetuar a soma AULA 3 Tema da Apresentação AULA DE REVISÃO AV1 ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES * Calcule o resultado da operação 25 – 32 em binário utilizando complemento a dois com 7 bits. Representar -32 e 25 em binário 25 = 0011001 32 = 0100000 -32 = 1011111 + 1 = 1100000 Efetuar a soma 0011001 (25) 1100000 (-32) 1111001 (não houve “vai um” para fora) Verificando: 1111001 1000110 + 1 = 1000111 -7 AULA 3 Tema da Apresentação AULA DE REVISÃO AV1 ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES * Conceitos de Lógica Digital Portas lógicas: circuitos eletrônicos (hardware) elementares de um sistema de computação Operação lógica: realizada sobre um ou mais valores lógicos produz um resultado lógico, conforme a regra definida para essa operação Valores lógicos (booleanos): Falso (F = bit 0) Verdadeiro (V = bit 1) AULA 4 Tema da Apresentação AULA DE REVISÃO AV1 ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES * AND Produz resultado verdade se e somente se todas as entradas forem verdade Representação algébrica: A * B (ou A . B) Falso ou Verdadeiro? Representação gráfica: X = A * B Tabela-Verdade A B X 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 1 X AULA 4 Tema da Apresentação AULA DE REVISÃO AV1 ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES * OR Produz resultado verdade se pelo menos uma das entradas for verdade Representação algébrica: A + B Falso ou Verdadeiro? Representação gráfica: X = A + B Tabela-Verdade A B X 0 0 0 0 1 1 0 1 1 1 1 X AULA 4 Tema da Apresentação AULA DE REVISÃO AV1 ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES * NOT Inverte o valor da entrada Representação algébrica: A Falso ou Verdadeiro? Representação gráfica: X = A Tabela-Verdade A X 0 1 1 0 X AULA 4 Tema da Apresentação AULA DE REVISÃO AV1 ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES * NAND Inverte o valor do resultado de uma operação AND Representação algébrica: A * B Representação gráfica: X = A * B Tabela-Verdade X A B X 0 0 1 0 1 1 0 1 1 1 0 Operação NAND Falso ou Verdadeiro? AULA 4 Tema da Apresentação AULA DE REVISÃO AV1 ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES * NOR Inverte o valor do resultado de uma operação OR Representação algébrica: A + B Representação gráfica: X = A + B Tabela-Verdade X A B X 0 0 1 0 1 0 0 0 1 1 0 Operação NOR Falso ou Verdadeiro? AULA 4 Tema da Apresentação AULA DE REVISÃO AV1 ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES * XOR Produz resultado verdade se as entradas forem diferentes Representação algébrica: A B Representação gráfica: X = A B Tabela-Verdade X A B X 0 0 0 0 1 1 0 1 1 1 0 Operação XOR Falso ou Verdadeiro? AULA 4 Tema da Apresentação AULA DE REVISÃO AV1 ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES * Considere as entradas A=0110 e B=1101. Podemos afirmar que os valores de X para as operações lógicas X = A*B e X = A+B são, respectivamente: 1) 1111 e 0100 2) 0100 e 1111 3) 0100 e 1001 4) 1001 e 1111 Seja A = 10010 e B = 11110. O valor de X = A*B será: 1) 10010 2) 11110 3) 00001 4) 01101 AULA 4 Tema da Apresentação AULA DE REVISÃO AV1 ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES * Considere as entradas A=0110 e B=1101. Podemos afirmar que os valores de X para as operações lógicas X = A*B e X = A+B são, respectivamente: 1) 1111 e 0100 A B A*B A+B 2) 0100 e 1111 0 1 0 1 3) 0100 e 1001 1 1 1 1 4) 1001 e 1111 1 0 0 1 0 1 0 1 Seja A = 10010 e B = 11110. O valor de X = A*B será: 1) 10010 A B A*B A*B 2) 11110 1 1 1 0 3) 00001 0 1 0 1 4) 01101 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 X = 01101 AULA 4 Tema da Apresentação AULA DE REVISÃO AV1 ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES * A Álgebra Booleana é uma área da Matemática que trata de regras e elementos de lógica A Álgebra Booleana trata de variáveis e de operações com estas variáveis, utilizando valores binários 0 e 1. O valor 1 equivale à condição verdadeira e o valor 0 à condição falsa Uma expressão lógica pode ser simplificada garantindo, assim, circuitos mais simples e mais baratos de serem produzidos Essa simplificação é realizada utilizando os postulados e propriedades da álgebra de Boole Álgebra Booleana AULA 5 Tema da Apresentação AULA DE REVISÃO AV1 ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES * 0 + 0 = 0 0 + 1 = 1 1 + 0 = 1 1 + 1 = 1 0 * 1 = 0 1 * 0 = 0 0 * 0 = 0 0 = 1 1 = 0 Álgebra Booleana – Postulados 1 * 1 = 1 OR AND NOT AULA 5 Tema da Apresentação AULA DE REVISÃO AV1 ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES * 1) X + 0 = X 2) X + 1 = 1 3) X + X = X 4) X + X = 1 5) X * 0 = 0 6) X * 1 = X 7) X * X = X 8) X * X = 0 9) X = X Álgebra Booleana – Propriedades AULA 5 Tema da Apresentação AULA DE REVISÃO AV1 ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES * 10) X + Y = Y + X 11) X * Y = Y * X 12) X+(Y+Z) = (X+Y)+Z 13) X*(Y*Z) = (X*Y)*Z 14) X*(Y + Z) = (X*Y) + (X*Z) Álgebra Booleana - Propriedades COMUTATIVA ASSOCIATIVA 15) X+(Y * Z) = (X+Y) * (X+Z) DISTRIBUTIVA AULA 5 Tema da Apresentação AULA DE REVISÃO AV1 ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES * 17) X + (X * Y) = X 18) X * (X + Y) = X Álgebra Booleana - Propriedades ABSORÇÃO 19) X + (X * Y) = X + Y 20) X * (X + Y) = X * Y 21) X + Y = X * Y 22) X * Y = X + Y MORGAN CONSENSO AULA 5 Tema da Apresentação AULA DE REVISÃO AV1 ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES * X * Y = X + Y ( X * Y ) + (X * Y) = (X + Y ) + (X * Y) (8) X + X = 1 1 = (X + Y ) + (X * Y) (15) Distributiva 1 = ((X + Y )+ X) * ((X + Y) + Y) (8) X + X = 1 1 = (1+ Y ) * (1 + X) (2) X + 1 = 1 1 = 1 * 1 Postulado 1 = 1 Provando a Lei de Morgan: X * Y= X + Y AULA 5 Tema da Apresentação AULA DE REVISÃO AV1 ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES * Praticando - Simplificações 1) X = ABC + AB + AC 2) X = ABC + ( A + B + C) AULA 5 Tema da Apresentação AULA DE REVISÃO AV1 ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES * Praticando - Simplificações 1) X = ABC + AB + AC X = A (BC + B + C) (Distributiva) 2) X = ABC + ( A + B + C) AULA 5 Tema da Apresentação AULA DE REVISÃO AV1 ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES * Praticando - Simplificações 1) X = ABC + AB + AC X = A (BC + B + C) (Distributiva) X = A (BC + BC ) (Morgan) 2) X = ABC + ( A + B + C) AULA 5 Tema da Apresentação AULA DE REVISÃO AV1 ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES * Praticando - Simplificações 1) X = ABC + AB + AC X = A (BC + B + C) (Distributiva) X = A (BC + BC ) (Morgan) X = A ( 1 ) (4) X + X = 1 2) X = ABC + ( A + B + C) AULA 5 Tema da Apresentação AULA DE REVISÃO AV1 ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES * Praticando - Simplificações 1) X = ABC + AB + AC X = A (BC + B + C) (Distributiva) X = A (BC + BC ) (Morgan) X = A ( 1 ) (4) X + X = 1 X = A (6) X * 1 = X 2) X = ABC + ( A + B + C) AULA 5 Tema da Apresentação AULA DE REVISÃO AV1 ORGANIZAÇÃODE COMPUTADORES * Praticando - Simplificações 1) X = ABC + AB + AC X = A (BC + B + C) (Distributiva) X = A (BC + BC ) (Morgan) X = A ( 1 ) (4) X + X = 1 X = A (6) X * 1 = X 2) X = ABC + ( A + B + C) X = ABC A + ABC B + ABC C (Distributiva) X = 0 + 0 + ABC C (8) X*X = 0 X = ABC C (1) X + 0 = X X = ABC (7) X* X = X AULA 5 Tema da Apresentação AULA DE REVISÃO AV1 ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES * Praticando - Simplificações 3) X = A . B . C (A+B+C ) X = A. B . C . A + A . B . C . B + A . B . C . C (Distributiva) X = 0 + 0 + A . B . C . C (8) X * X = 0 X = A . B . C . C (1) X + 0 = X X = A . B . C (7) X * X = X X = (A . B) + C (Morgan) X = A + B + C (Morgan) X = A + B + C (9) X = X AULA 5 Tema da Apresentação AULA DE REVISÃO AV1 ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES * RESUMINDO Operações lógicas combinadas Regras semelhantes a álgebra Resultados: Verdadeiro (1) ou Falso (0) Atenção: não confundir operações lógicas com algébricas Você deve praticar! AULA 5 Tema da Apresentação * * * * * * *
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