Componentes básicos

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27/01/2014 
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INTRODUÇÃO À COMPUTAÇÃO 
HARDWARE 
CONCEITOS BÁSICOS 
Prof. Dalgoberto Miquilino 
Sistemas de Computação; 
Hardware (Arquitetura Básica): 
CPU; 
Memória; 
Agenda 
Barramentos; 
 
E/S 
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Formado por: 
Hardware; 
Sistema Operacional e programas de sistema; 
 
Programas aplicativos. 
Sistemas de Computação 
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Antigamente, era muito fácil distinguir hardware e 
software e atualmente ainda é fácil? 
“Hardware e software são logicamente equivalentes.” 
 
“Hardware é apenas software petrificado”. Karen Lentz 
Hardware: 
 
 Parte física; 
Software 
Parte lógica; 
Sistemas de Computação 
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Controla o Hardware; 
Advém do conhecimento humano; 
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Sistemas de Computação 
Operações fundamentais: 
 
 Entrada; 
 
 Processamento; 
Armazenamento; 
Memória 
principal CPU 
 Arquitetura 
 
 
Computador 
Saída. 
 
 Interconexão 
 do sistema 
 
 
 
 
 
 
 E/S 
 
 
 
 
 
 
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Unidade Lógica e 
Aritmética (ULA); 
Unidade Central de Processamento 
Componentes: 
ULA Registradores 
CPU 
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Unidade de Controle 
(UC); 
Registradores; 
 
Barramentos 
(Interconexão dos 
componentes); 
 Interconexão 
interna da CPU 
 
 
 
 
 
 Unidade 
 de 
 controle 
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Processamento (ULA) 
 
 Executa as instruções; 
Unidade Central de Processamento 
Funções: 
ULA Registradores 
CPU 
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Realiza as operações 
lógicas e Aritméticas; 
Controle (UC) 
 
 Busca, interpreta e 
 controla a execução 
 das instruções. 
 
 Controla recursos 
 (memória, E/S). 
 Interconexão 
interna da CPU 
 
 
 
 
 
 Unidade 
 de 
 controle 
“A memória é o componente de um sistema de 
computação cuja função é armazenar as informações 
manipuladas por este sistema para que possam ser 
recuperadas quando necessário.” 
Memória 
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Mário A. Monteiro 
Tipos: 
Registradores, cache, principal (interna) e secundária 
(externa). 
Célula: menor unidade de armazenamento; 
 
Endereço: identifica uma célula. 
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Organização Física da Memória 
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Três maneiras de organizar uma memória de 96 bits. 
O modo pelo qual o BIT (BInary DigiT) é identificado na 
MEMÓRIA é variado: 
Sinal Elétrico (memória principal, cache e 
registradores); 
Memória 
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Campo magnético (disco rígido, etc); 
Presença/Ausência de Ponto de Luz (CDROM, CD-RW, 
DVD); 
E o que mais? 
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Diferentes tipos de memória por conta da CPU ser mais 
veloz que a memória e da constante necessidade de 
armazenamento, além do custo. 
Memória 
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Custo alto 
Velocidade Alta 
Baixa Capacidade 
Frequência de acesso pela CPU aumenta 
Hierarquia de Memória 
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Custo baixo 
Velocidade baixa 
Capacidade elevada 
Frequência de acesso pela CPU diminui 
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Entrada/Saída 
Usuário comunica-se com o computador através de 
periféricos; 
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 Entrada: teclado, mouse, scanner, vídeos, sensores; 
 
 Saída: impressoras, vídeo, atuadores. 
 
Funções básicas dos dispositivos de E/S: 
 
 Comunicação do usuário com o computador; 
Comunicação do computador com o meio ambiente 
(dispositivos externos a serem monitorados ou 
controlados); 
Armazenamento (gravação) de dados. 
Hierarquia de Memória 
 Em um Sistema de computação existem vários tipos 
de memória que interligam-se de forma bem estrutura 
possibilitando assim o correto e satisfatório 
desempenho do equipamento. 
 Baixo Custo Alta Capacidade, Baixa Velocidade 
 Alto Custo Baixa Capacidade, Alta Velocidade 
 
Hieraquia 
• Registradores 
• Memória Cache 
• Memória Principal 
• Memória Secundária 
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Parâmetros de Memória 
 
1. Tempo de Acesso 
 Indica quanto tempo a memória gasta para colocar 
uma informação na barra de dados após uma 
determinada posição ter sido endereçada. O tempo 
de acesso depende da tecnologia empregada na 
memória. 
 Memórias Eletrônicas do tipo: RAM, ROM o tempo de 
acesso é igual independentemente da distância física 
entre o local acessado até o local que se deseja 
acessar, ou seja do endereço atual até o endereço a 
ser acessado. Já as memórias que utilizam 
dispositivos eletromecânicos não possuem essa 
característica, pois a distância física do dado atual 
até o dado a ser acessado influência bastante no 
tempo de acesso. 
 
2. Capacidade 
 Consiste na quantidade de informação que pode ser 
armazenada na memória. 
 Usualmente utiliza-se o Byte como unidade de medida, no 
entanto podemos utilizar outras unidades, como: células, 
setores, e bits. Quando a capacidade de memória é mais 
elevada podemos utilizar abreviações para especificar a 
capacidade tal como: Kb, Mb, Gb, Tb. 
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3. Volatilidade 
 Existem memórias do tipo volátil e não volátil. As 
voláteis são concebidas por dispositivos eletrônicos 
que podem armazenar informações somente quando 
energizados, desta forma quando a energia é 
desligada as informações da memória são perdidas. 
As memórias não voláteis são aquelas que não 
dependem da alimentação elétrica para armazenar 
informações, sendo seus dados preservados na 
ausência de energia Elétrica. 
 Exemplos de memórias voláteis: Registradores, 
Memória Principal, Memória Cache. 
 Exemplos de memórias não voláteis: Discos Rígidos, 
Cd's, Disquetes, ROM, EPROM, entre outras. 
5. Temporariedade 
 Esse parâmetro refere-se ao tempo de permanência da 
informação na memória. Algumas possuem informações de 
caráter permanente como discos rígidos, unidades de fita, 
disquetes, cd´s. Outras possuem informações de caráter 
temporário como os registradores e a memória cache. 
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6. Custo 
 As memórias possuem custos de fabricação bastante 
variados, em função de diversos fatores, dentre os 
quais o mais importante é o da tecnologia de 
fabricação. A tecnologia de fabricação é a 
responsável pela definição de diversos outros 
parâmetros como velocidade, tempo de acesso, ciclo 
de memória, e quantidade de bits em determinado 
espaço físico de memória. 
 
Exemplos: 
RAM (Random Access Memory); 
 
 Armazenamento temporário; 
 
 Volátil; 
Memória Principal (Interna) 
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Dinâmica ou estática (DRAM ou SRAM). 
ROM (Read Only Memory). 
 
 Armazenamento permanente; 
 
 Não volátil; 
Ex: Programas do sistema (BIOS: Basic Input Output 
System). 
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RAM estática (Static RAM): não precisa de refreshing, 
portanto não precisa de circuitos de regeneração; 
 
Pequena quantidade de memória rápida; 
Memória Cache 
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Comunicação entre CPU e MP é um ponto frágil para o 
desempenho do sistema; 
A função da cache é melhorar o desempenho da 
máquina: 
Acelera a velocidade de transferência de informações 
entre CPU e memória principal; 
Reduz a espera da CPU para receber dados. 
Necessidade do usuário de armazenamento; 
 
Discos magnéticos (HDs); 
 
CDs, DVDs; 
 
Pendrives; 
Memória Secundária (Externa) 
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E o que mais? 
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Barramentos 
 A estrutura de conexão é a coleção de caminhos que 
 conectam os vários componentes; 
 
 Existem diferentes tipos de conexão para diferentes 
 tipos de componentes (Memória, E/S e CPU. 
 
 Um barramento é um caminho de comunicação 
 conectando dois ou mais dispositivos; 
 
 Como os barramentos se parecem? 
 
 Linhas paralelas em placas de circuito. 
 
 Cabos de fita. 
 
 Conjuntos de fios. 
Etc. 
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Barramentos 
A largura determina o desempenho e quantosbits 
podem ser transportados simultaneamente: 
8, 16, 32, 64 bits. 
Taxa de transferência: T= L * V 
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L = largura do barramento; 
V = velocidade (1hz equivale a 1bps); 
Exemplo: 
Largura = 32 bits 
Velocidade = 100hz 
T = L * V = 32 * 100 = 3200bps 
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Barramentos 
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Esquema de interconexão de barramento 
30 30 
 Referência 
 
 
 
Fonte: Organização Estruturada de Computadores. Andrew S. 
Tanenbaum.Pearson. 5ª edição.