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Anatomia do Computador

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Vinicius P. Freire
 Aula passada
 Representação de Dados
 Aula de Hoje
 Anatomia do Computador
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 Modelo de Von Neumann
 CPU
 Memória
 Representação de Dados
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 Modelo clássico de arquitetura de processamento.
 Criado por John Von Neumann em 1945. 
E SCPU
MemóriaMemória
• É uma imitação da realidade do cérebro humano
• Alguém tem algum exemplo para comparar?
E CPU
Memória
SCPU
Memória
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 Organização de um computador
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 O que é a CPU?
 Central Process Unit
 Unidade Central de Processamento
 A CPU é inteligente?
 A CPU erra?
 E quanto à velocidade da CPU?
 Comparação da velocidade do ser humano 
processar uma informação x a velocidade da 
CPU
 1,5 Ghz = 1,5 Bilhões de operações por segundo.
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 Conjunto complexo de 
circuitos eletrônicos.
 Executa instruções de 
programa
armazenadas.
 Duas partes:
 Unidade de controle
 Unidade aritmética e 
lógica (ALU)
 Responsável por computar, calcular e 
processar
 Processadores atuais são fabricados em um 
único invólucro, denominado chip, contendo 
todos os elementos necessários à realização 
de suas funções
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 Executar operações com dados
 Somar ou subtrair dois números
 Controlar o funcionamento de todos os 
componentes do computador
 Memória e dispositivos de entrada e saída
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 Executa operações primitivas
 Somar
 Subtrair
 Mover dado de um local de armazenamento para 
outro
 Transferir dado para um dispositivo de saída 
(monitor de vídeo, por exemplo)
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 Direciona o sistema do computador a 
executar instruções de programa
armazenadas.
 Deve comunicar-se com a memória e com a 
ALU.
 Envia dados e instruções do armazenamento
secundário para a memória, quando
necessário.
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 Executa todas as operações aritméticas e lógicas.
 Operações aritméticas:
 Adição, subtração, multiplicação, divisão.
 Operações lógicas:
 Compara números, letras ou caracteres especiais.
 Testa uma de três condições:
▪ Condição de igualdade (igual a)
▪ Condição menor que
▪ Condição maior que
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 Dois tipos de armazenamento:
 Armazenamento primário (memória):
▪ Armazena dados temporariamente.
▪ A CPU referencia-o tanto para obtenção de instruções de 
programa como de dados.
 Armazenamento secundário:
▪ Armazenamento de longo prazo.
▪ Armazenado em mídia externa; 
por exemplo, um disco.
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 A CPU não pode processar dados diretamente do 
disco ou de um dispositivo de entrada:
 Primeiramente, eles devem residir na memória.
 A unidade de controle recupera dados do disco e transfere-
os para a memória.
 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.
 Dados e instruções permanecem na memória até
serem enviados a um dispositivo de saída ou
armazenamento, ou o programa ser fechado.
 “Componente de um sistema de computação 
cuja função é armazenar as informações que 
são (ou serão) manipuladas por esse sistema, 
para que elas (as informações) possam ser 
prontamente recuperadas, quando 
necessário.”
"Introdução à Organização de Computadores"
Mário A. Monteiro
LTC editora
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 Ações:
 Armazenamento – Escrita ou gravação (write)
 Recuperação – Leitura (read)
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 Biblioteca
 Elemento: livro
 Identificação: nome do livro
 Código de localização: número da estante, da 
prateleira, etc.
 Armazenamento: Guardar o livro em uma 
estante previamente identificada
 Recuperação: Através do conhecimento da 
localização do livro, emprestá-lo.
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 Há muitas memórias no computador:
 Interligadas de forma bem estruturada
 Organizadas hierarquicamente
 Constituem o subsistema de memória
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 Parâmetros para análise de cada tipo de 
memória:
 Tempo de acesso: tempo de leitura, ou seja, 
transferência de memória para a Unidade Central 
de Processamento (UCP)
 Capacidade: quantidade de informação que pode 
ser armazenada em uma memória.
(continua...)
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 (...cont) Parâmetros para análise de cada tipo de 
memória:
 Tecnologias de fabricação:
 Memórias de semicondutores: fabricadas com circuitos 
eletrônicos, rápidas e caras. Ex: registradores, memória 
principal (MP) e cache.
 Memórias de meio magnético: armazenam as informações 
sob a forma de campos magnéticos, baratas e de grandes 
capacidades. Ex: HD.
 Memórias de meio ótico: utilizam um feixe de luz para o 
valor 0 ou 1 de cada dado. Ex: CD, DVD.
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 (...cont) Parâmetros para análise de cada tipo de 
memória:
 Temporariedade: tempo de permanência da informação 
na memória. Ex: programas e dados em um disco –
memória permanente, programas e dados em memória 
principal – memória transitória.
 Custo: varia em função da tecnologia de fabricação. 
Unidade de medida de custo – preço por byte 
armazenado, ao invés de custo total da memória, já que 
há variações nas capacidades.
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 Áreas de armazenamento temporário que servem a 
propósitos especiais e destinam-se a instruções ou 
dados.
 Topo da pirâmide: maior velocidade de transferência, 
menor capacidade de armazenamento e maior custo.
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 Registradores – Parâmetros:
 Tempo de acesso: Mais rápido
 Capacidade: poucos bits, suficientes para armazenar 
um dado, uma instrução ou endereço
 Volatilidade: memórias voláteis, precisam de energia 
elétrica
 Tecnologia: memórias de semicondutores (mesma 
tecnologia dos demais circuitos da CPU)
 Temporariedade: armazenam informação por muito 
pouco tempo
 Custo: dispositivo de maior custo entre os diversos 
tipos de memória
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 Memória entre a CPU e a memória principal
 Função: acelerar a velocidade de transferência das 
informações entre a CPU e a MP e, com isso, aumentar 
o desempenho do sistema.
 A CPU procura informações primeiro na Cache. Caso 
não as encontre, as mesmas são transferidas da MP 
para a Cache.
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 Memória Cache – Parâmetros:
 Tempo de acesso: menores que os da MP
 Capacidade: adequada para armazenar uma 
apreciável quantidade de informações
 Volatilidade: dispositivos voláteis, como registradores
 Tecnologia: circuitos eletrônicos de alta velocidade.
 Temporariedade: tempo de permanência do dado ou 
instrução é menor do que o tempo de duração do 
programa a que pertence
 Custo: custo alto, entre o custo de registradores e MP
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 Memória básica de um sistema de computação.
 Dispositivo onde o programa (e seus dados) que 
vai ser executado é armazenado para que a CPU 
busque instrução por instrução para executá-las.
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 Memória Principal – Parâmetros:
 Tempo de acesso: mais lentas que a memória Cache e 
mais rápidas do que as memórias secundárias
 Capacidade: bem maior do que a da memória Cache
 Volatilidade: volátil como a Cache e os registradores
 Tecnologia: semicondutores 
 Temporariedade: dados ou instruções permanecem na 
MP enquanto durar a execução do programa (ou até 
menos)
 Custo: mais baixo que a Cache
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 Memória auxiliar ou memória de massa
 Garantia de armazenamento mais permanente 
aos dados e programas do usuário
 Alguns diretamente ligados: discos rígidos
 Alguns conectados quando necessário: CD, pen
drive, cartão de memória, etc.
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 Memória Secundária – parâmetros:
 Tempo de acesso: são geralmente dispositivos 
eletromecânicos e portanto mais lentos do que os 
puramente eletrônicos.
 Capacidade: bem maior do que as demais memórias.
 Volatilidade: como armazenam informação magnética 
ou ótica, não se perdem quando não há alimentação 
de energia elétrica.
 Tecnologia: varia bastante,diferentes tecnologias
 Temporariedade: caráter permanente
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