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Conceitos iniciais de arquitetura de computadores Gustavo Yoshio Maruyama Conceitos – processamento de dados Um computador é uma máquina capaz de sistematicamente coletar, manipular e fornecer os resultados da manipulação de informações para um ou mais objetivos. Conceitos – processamento de dados Dados Podem ser definidos como matéria prima obtida de uma ou mais fontes (etapa de coleta). Informação Resultado do processamento de dados. Processamento Série de atividade ordenadamente realizadas, com o objetivo de produzir um arranjo determinado de informações a partir de outras obtidas inicialmente (dados). Conceitos – processamento de dados Etapas básicas: Conceitos - Sistemas Sistemas Conjunto de partes coordenadas que concorrem para a realização de um determinado objetivo. O processamento eletrônico de dados (Computação) vem se desenvolvendo de acordo com os conceitos da Teoria de Sistemas e, por essa razão, é chamado de sistema de computação. Sistemas de processamento de dados (SPD) são responsáveis pela coleta, armazenamento, processamento e recuperação. Conceitos - Sistemas Programa Série de etapas (Conjunto de instruções), as quais podem ser realizadas de forma manual ou automática por um computador. Tais etapas são elaboradas e executadas passo a passo. Ex.: inteiro: var1 = 1; inteiro: var2 = 2; inteiro: resultado; resultado = var1+var2; imprime (resultado); Conceitos - Sistemas A base da computação é baseada em linguagem binaria (baixo nível), ou seja 0 e 1; Ex.: 0101010111010101010111011010010101; Programar dessa forma é difícil e improdutivo. Por essa razão, foram desenvolvidas linguagens de programação mais próximos ao entendimento humano (alto nível). Ex.: Java, C#, C++, Pascal, Cobol etc; Conceitos - Sistemas Exemplo Linguagem Java: public class RealizaSoma{ public static void main(String args[]){ Integer n1 = 10; Integer n2 = 21; System.out.println(n1+n2); } } Conceitos – Componentes UCP (CPU) Unidade Central de Processamento, ou processador. Principais elementos da UCP: ULA (Unidade Lógica Aritmética) ou UAL. Responsável por executar operações matemáticas. Registradores, memória de rápido acesso porém de tamanho muito limitado. (EX.: CI, RI, REM, RDM) UC (Unidade de controle), realiza movimentação de dados e de instruções de e para a UCP. Conceitos – Componentes Memórias Registradores Memória mais rápida (tempo de acesso). Alto custo. Baixa Capacidade (Ex.: 128 bits) Cache Abaixo do registrador em tempo de acesso. Alto custo (menos que registradores). Capacidade maior que os registradores. (Ex.: 12 MB) Memória principal Custo médio Tempo de acesso médio Maior Capacidade comparado cache. (Ex.: 4GB) Memória secundária Baixo custo Tempo de acesso lento Maior capacidade comparado com a principal (Ex.: 1TB) Memórias Hierarquia Memórias Volatilidade Volátil Temporária, informações são perdidas caso a energia elétrica é desligada (Ex.: Memória RAM, Cache, Registrador). Não Volátil Informações são ARMAZENADAS, de modo que mesmo a energia elétrica sendo desligada, o dados permanecem guardadas (Ex.: HD, CD, DVD, Memória Flash). E/S (Entrada e Saída) E/S – Dispositivos de entrada e saída Entrada: Mouse Teclado Scanner Etc. Saída: Impressora Monitor Letreiros Etc. Barramentos (Bus) Barramento de Dados transporta as instruções e os valores (numéricos ou não ) manipulados pelas instruções; Barramento de Endereço Transporta valores que indicam a localização dos dados ou dispositivos de E/S etc. Barramento de Controle responsável pela transferência de sinais (de controle) como READ, WRITE, HOLD, de início de operação aritmética, de interrupção, de sincronização, de reciclagem (reset) entre outros. Barramentos (Bus) Exercícios CONSULPLAN - 2012 - TSE - Técnico Judiciário - Programação de Sistemas Em relação à arquitetura, a CPU é representada pelo microprocessador, sendo responsável pela principal função dos microcomputadores, que é o processamento dos dados. Conceitualmente, a CPU é constituída de a) Registradores / Memória Cache / Coprocessador Aritmético e Lógico. b) Registradores / Unidade de Controle / Unidade Lógica e Aritmética. c) Buffers / Memória Cache / Coprocessador Aritmético e Lógico. d) Buffers / Unidade de Controle / Unidade Lógica e Aritmética. CONSULPLAN - 2012 - TSE - Técnico Judiciário - Programação de Sistemas Em relação à arquitetura, a CPU é representada pelo microprocessador, sendo responsável pela principal função dos microcomputadores, que é o processamento dos dados. Conceitualmente, a CPU é constituída de a) Registradores / Memória Cache / Coprocessador Aritmético e Lógico. b) Registradores / Unidade de Controle / Unidade Lógica e Aritmética. c) Buffers / Memória Cache / Coprocessador Aritmético e Lógico. d) Buffers / Unidade de Controle / Unidade Lógica e Aritmética. FCC - 2013 - TRT - 9ª REGIÃO (PR) - Técnico Judiciário - Tecnologia da Informação A maioria dos sistemas computacionais trabalha com técnicas para combinar uma pequena quantidade de memória rápida com uma grande quantidade de memória mais lenta para se obter um conjunto de memórias adequado a um custo razoável. A memória pequena e rápida é chamada ...... A ideia básica é simples: as palavras de memória usadas com mais frequência são nela mantidas. Quando ...... precisa de uma palavra, examina a memória rápida em primeiro lugar. Somente se a palavra não estiver ali é que ela recorre ...... As lacunas são correta e, respectivamente, preenchidas com a) EPROM - o computador - à RAM. b) RAM - o computador - ao HD. c) cache - a CPU - à memória principal. d) BIOS - a CPU - à memória principal. e) RAM - o processador - ao HD. FCC - 2013 - TRT - 9ª REGIÃO (PR) - Técnico Judiciário - Tecnologia da Informação A maioria dos sistemas computacionais trabalha com técnicas para combinar uma pequena quantidade de memória rápida com uma grande quantidade de memória mais lenta para se obter um conjunto de memórias adequado a um custo razoável. A memória pequena e rápida é chamada ...... A ideia básica é simples: as palavras de memória usadas com mais frequência são nela mantidas. Quando ...... precisa de uma palavra, examina a memória rápida em primeiro lugar. Somente se a palavra não estiver ali é que ela recorre ...... As lacunas são correta e, respectivamente, preenchidas com a) EPROM - o computador - à RAM. b) RAM - o computador - ao HD. c) cache - a CPU - à memória principal. d) BIOS - a CPU - à memória principal. e) RAM - o processador - ao HD. FUNIVERSA - 2012 - PC-DF - Perito Criminal - Informática São tipos de memória utilizadas nos computadores e classificadas como não-voláteis a) FPM, DDR3, EEPROM, EDO. b) FPM, Flash, EEPROM, DRAM. c) DDR3, EPROM, SRAM, Flash. d) ROM, EEPROM, Flash, PROM. e) EDO, FPM, Flash, EPROM. FUNIVERSA - 2012 - PC-DF - Perito Criminal - Informática São tipos de memória utilizadas nos computadores e classificadas como não-voláteis a) FPM, DDR3, EEPROM, EDO. b) FPM, Flash, EEPROM, DRAM. c) DDR3, EPROM, SRAM, Flash. d) ROM, EEPROM, Flash, PROM. e) EDO, FPM, Flash, EPROM. FCC - 2012 - TCE-AM - Analista de Controle Externo - Tecnologia da Informação Uma instrução de comparação de valores em uma linguagem de programação, como por exemplo, a comparação do valor booleano verdadeiro ou falso, exige que seja avaliado um ou mais bits presentes em uma célula de memória. O componente do computador responsável por avaliar o conteúdo desta célula de memória para esta operação é chamado de a) memória secundária. b) memória principal. c) CPU. d) registrador. e) barramento de memória. FCC - 2012 - TCE-AM - Analista de Controle Externo - Tecnologia da Informação Uma instrução de comparação de valores em uma linguagem de programação, como por exemplo, a comparação do valor booleano verdadeiro ou falso, exige que seja avaliado um ou mais bits presentes em uma célula de memória. O componente do computador responsável por avaliar o conteúdo desta célula de memória para esta operação é chamado de a) memória secundária. b) memória principal. c) CPU. d) registrador. e) barramento de memória. FGV - 2010 - DETRAN-RN - Programador Assinale a alternativa que, de forma usual, NÃO condiz com uma característica da Memória Principal (MP) de um computador: a) Tempo de acesso mais rápido que o dos discos rígidos. b) Capacidade menor que a dos discos rígidos. c) É composta, predominantemente, de memória volátil. d) Armazena a instrução que será acessada pela UCP. e) Armazena as informações de forma permanente, podendo estas serem recuperadas após a interrupção da alimentação de energia elétrica. FGV - 2010 - DETRAN-RN - Programador Assinale a alternativa que, de forma usual, NÃO condiz com uma característica da Memória Principal (MP) de um computador: a) Tempo de acesso mais rápido que o dos discos rígidos. b) Capacidade menor que a dos discos rígidos. c) É composta, predominantemente, de memória volátil. d) Armazena a instrução que será acessada pela UCP. e) Armazena as informações de forma permanente, podendo estas serem recuperadas após a interrupção da alimentação de energia elétrica. CESPE - 2011 - Correios - Analista de Correios - Analista de Sistemas - Produção Nas linguagens Fortran e C, consideradas de baixo nível, os códigos são convertidos, por meio de compiladores, em linguagem de máquina (assembly). Todos os códigos dessas linguagens são convertidos, pelos montadores, em linguagem de montagem, que é a forma utilizada pelo processador. Certo Errado CESPE - 2011 - Correios - Analista de Correios - Analista de Sistemas - Produção Nas linguagens Fortran e C, consideradas de baixo nível, os códigos são convertidos, por meio de compiladores, em linguagem de máquina (assembly). Todos os códigos dessas linguagens são convertidos, pelos montadores, em linguagem de montagem, que é a forma utilizada pelo processador. Certo Errado FCC - 2010 - TRF - 4ª REGIÃO - Técnico Judiciário - Operação de Computador A ULA é responsável pelas operações a) de movimento entre os registradores. b) de busca de instruções na memória. c) de decodificações de instruções. d) lógicas e aritméticas. e) de controle das memórias. FCC - 2010 - TRF - 4ª REGIÃO - Técnico Judiciário - Operação de Computador A ULA é responsável pelas operações a) de movimento entre os registradores. b) de busca de instruções na memória. c) de decodificações de instruções. d) lógicas e aritméticas. e) de controle das memórias. FCC - 2009 - MPE-SE - Analista do Ministério Público – Especialidade Análise de Sistemas O ciclo de processamento busca-execução realizado por uma CPU, é medido e regulado especificamente a) pela RAM. b) pelo HD. c) por registradores. d) pelas configurações regionais. e) pelo clock. FCC - 2009 - MPE-SE - Analista do Ministério Público – Especialidade Análise de Sistemas O ciclo de processamento busca-execução realizado por uma CPU, é medido e regulado especificamente a) pela RAM. b) pelo HD. c) por registradores. d) pelas configurações regionais. e) pelo clock.
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