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Organização de Computadores
Prof. Luiz di Marcello
Revisão AV1
Aulas 1 a 5
PRINCÍPIOS DE FUNCIONAMENTO DO COMPUTADOR
O QUE É E PARA QUE SERVE?
Máquina destinada ao processamento de dados, capaz de receber instruções com o objetivo de transformar esses dados e alcançar um fim
...adequando ao jargão técnico...
ENTRADA
SAÍDA
TRANSFORMAÇÃO
DADOS
INFORMAÇÃO
 PROCESSAMENTO
AULA 1
2
PROCESSAMENTO 
DE DADOS
HARDWARE
SOFTWARE
O hardware é a parte física do computador, ou seja, tudo aquilo que tocamos. É formado pelas placas, pelos componentes eletrônicos
 
Já é software é a parte lógica, ou seja, o que instalamos, programamos
Quando o computador não funciona, o hardware é o que você chuta e o software é o que você xinga   
COMPUTADOR = HARDWARE + SOFTWARE
AULA 1
3
MONITOR
TABLET
NETBOOK
SMARTPHONE
DESKTOP
LAPTOP
(NOTEBOOK)
OUTROS FORMATOS DO COMPUTADOR
AULA 1
4
ENDEREÇO
DADOS
CONTROLE
BARRAMENTOS
COMO ESSES COMPONENTES DO HARDWARE SE CONECTAM?
AULA 1
5
PROGRAMA
(FONTE)
						
OBJETO
					
EXECUTÁVEL
COMPILADOR
PARA FUNCIONAR... QUE TAL DESENVOLVERMOS UM SOFTWARE?
LIGADOR
AULA 1
6
USUÁRIOS
HARDWARE
UCP
DISPOSITIVOS
DE E/S
RAM
PROGRAMADORES
SISTEMAS E APLICATIVOS
DOS, WIN, LINUX, MAC-OS 
 iOS, Android, WPhone
 INTEL (ATOM, i3, i5, i7)
 AMD (TURION, SEMPRON)
SISTEMA
OPERACIONAL
DEVICE DRIVERS
SOFTWARE
PODER DE
PROCESSAMENTO
TROCA E
ARMAZENAMENTO
O COMPUTADOR COMO ELE É:
AULA 1
7
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
RESUMINDO:
AULA 1
8
UNIDADES DE ARMAZENAMENTO
DE DADOS
QUE SISTEMA (BASE) UTILIZAMOS?
Utilizamos o sistema decimal (base 10), no qual temos algarismos de 0 a 9 representando valores de unidades, dezenas, centenas, etc.
Dependendo da posição (notação posicional) o algarismo assume um valor diferente
Cada posição corresponde a uma potência da base começando em ZERO (mais à direita)
Por exemplo: 	258 na base 10 ou 25810
			258 = 2 * 102 + 5 * 101 + 8 * 100
			(2 centenas + 5 dezenas + 8 unidades)
AULA 2
9
QUE TAL APRENDEREMOS OUTRAS BASES
E SEUS ALGARISMOS?
		
Algarismos na base decimal (10): 
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Algarismos na base binária (2): 
0 1
Algarismos na base hexadecimal (16): 
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F
A BASE É A BASE DE TUDO !!!
AULA 2
			
			0
BIT 					
			1
1 bit:		0 	1 		 2 = 21 possibilidades
2 bits: 	00 01 10 11 	 4 = 22 possibilidades
n bits:	00n 01n ... 	 2n possibilidades
cada posição
pode ter 2 valores
(BInary digiT)
VAMOS CONHECER UM POUCO MAIS DA BASE BINÁRIA?
Um conjunto de oito bits (octeto) representa um byte
AULA 2
QUAIS SÃO OS MÚLTIPLOS DO BYTE?
NOME
SÍMBOLO
MÚLTIPLO
quilobyte
KB
210
megabyte
MB
220
gigabyte
GB
230
terabyte
TB
240
petabyte
PB
250
exabyte
EB
260
zetabyte
ZB
270
yottabyte
YB
280
AULA 2
Para uma determinada base B, empregando-se n dígitos pode-se representar Bn combinações distintas
Considere, por exemplo, a representação em base decimal com 3 dígitos. Esta representação fornece 103 (portanto, 1000) números distintos (de 000 a 999)
 
Se, no entanto, utilizarmos a base binária, para os mesmos 3 dígitos, tem-se 23 (portanto, 8) números distintos (de 000 a 111)
Combinações permitidas com n dígitos 
em uma base B
AULA 2
Os números podem ser representados em bases diferentes
As bases 2 (binário) e 16 (hexadecimal) são as mais utilizadas na informática
Saber operar com números binários e seus múltiplos é fundamental e facilitará seu trabalho na informática
Você deve praticar!
RESUMINDO:
AULA 2
REPRESENTAÇÃO DA INFORMAÇÃO
COM QUE BASE EU VOU?
COMO CONVERTER ENTRE BASES?
 DECIMAL  BINÁRIO
 DECIMAL  HEXADECIMAL
 BINÁRIO  HEXADECIMAL
 HEXADECIMAL  BINÁRIO
AULA 3
15
 451 |_2_
 1 225 |_2_
	 1 112 |_2_
		 0 56 |_2_
			 0 28 |_2_
				 0 14 |_2_
					 0 7 |_2_
					 1 3 |_2_ 
						 1 1 |_2_
			 		 1 0
Então:
45110 = 1110000112
Conferindo...
1*28+1*27+1*26+1*21+1*20
256+128+64+2+1 = 451
8 7 6 5 4 3 2 1 0
DECIMAL  BINÁRIO
REGRA: 2) Os “restos” (de trás para frente) irão formar o número convertido
QUOCIENTE IGUAL A ZERO!
AULA 3
DECIMAL  HEXADECIMAL
REGRA: 2) Os “restos” (de trás para frente) irão formar o número convertido
451 |_16_
 3 28 |_16_
	12 1 |_16_
 1 0
		
Conferindo...
1*162+12*161+3*160
256+192+3 = 451
Então:
45110 = 1C316
QUOCIENTE IGUAL A ZERO!
AULA 3
BINÁRIO  HEXADECIMAL
Cada quatro bits formam um algarismo hexadecimal...
...pois, lembre-se que 24 = 16
 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 1 12 
				 
				 
			
		
	 
3
C
1
AULA 3
HEXADECIMAL  BINÁRIO
Cada algarismo é representado por 4 bits...
... pois, lembre-se que 24 = 16
 1	 	C	 3
				 
				
	R: 1 1 1 0 0 0 0 1 1
0 0 1 1 
1 1 0 0
1
AULA 3
E OS NÚMEROS NEGATIVOS?
SINAL e MAGNITUDE		
-10 = 1 1010	
sinal
magnitude
 Um bit reservado para sinal (o mais significativo)
AULA 3
COMPLEMENTO A 1		
-10 = 1 0 1 0 1
Diferença entre cada algarismo do número e o maior algarismo possível na base
Para a base 2 o maior algarismo é o 1 e, para este caso, equivale a inverter todos os dígitos
Para n bits metade das combinações representa números positivos e a outra metade números negativos
1010 invertido
sinal
E OS NÚMEROS NEGATIVOS?
AULA 3
-10 = 1 0 1 1 0
Obtido a partir do complemento a 1 de um número binário, somando-se 1
Para n bits metade das combinações representa números positivos e a outra metade números negativos
Representação mais utilizada
sinal
0101 +1
E OS NÚMEROS NEGATIVOS?
COMPLEMENTO A 2		
AULA 3
			 SM		 C1		 C2
	-7		100111	 111000	 111001
	-10		101010	 110101	 110110
A operação depende da forma de representação do número negativo
SOMANDO E SUBTRAINDO
AULA 3
SINAL E MAGNITUDE
Registra-se o sinal do maior número e subtrai a magnitude
	 0 01010	(10)
 1 00111	(-7)
 0 00011	(3)
	Lembre-se que para subtrair 1 de 0 é preciso “pedir emprestado”
SOMANDO E SUBTRAINDO
AULA 3
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)
		
 1 11	 “vai um”
	001010	(10)
 + 111000	(-7)
 000010	
 +1
 000011	(3)
	 111 “vai um”
	110101	(-10)
 + 000111	(7)
 111100	
	 
 100011	(-3)
SOMANDO E SUBTRAINDO
AULA 3
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)
		
 
 1 11	 “vai um”
	001010	(10)
 + 111001	(-7)
 000011	
	
 000011	(3)
	 11 “vai um”
	110110	(-10)
 + 000111	(7)
 111101	
 100010 + 1
 100011	(-3)	
SOMANDO E SUBTRAINDO
AULA 3
O QUE SÃO PORTAS LÓGICAS?
Os circuitos digitais são formados por elementos capazes de manipular apenas grandezas binárias, chamados de portas lógicas
Esses elementos de hardware recebem (um ou mais) sinais de entrada e produzem um sinal de saída
Valores lógicos (booleanos):
Falso(F) = bit 0
Verdadeiro (V) = bit 1
VALORES
LÓGICOS
RESULTADO
LÓGICO
PORTAS LÓGICAS
NOT, (N)AND, (N/X)OR 
CONCEITOS DE LÓGICA DIGITAL
AULA 4
AND
Produz resultado verdade SE E SOMENTE SE todas as entradas forem verdade
VERDADEIRO OU FALSO?
Representação algébrica: A * B (ou A . B)
Representação gráfica:
A	B	Q
0	0	0
0	1	0
	0	0
1		1	1
Q = A * B
TABELA-VERDADE
Diagrama em forma de tabela que apresenta todas as combinações de entrada possíveis e as saídas correspondentes, obedecendo a operação lógica da(s) porta(s) envolvidas
AULA 4
OR
Produz resultado verdade SE PELO MENOS UMA DAS ENTRADAS for verdade
VERDADEIRO OU FALSO?
Representação algébrica: A + B
Representação gráfica:
A	B	Q
0	0	0
0	1	1
	0	1
1		1	1
Q = A + B
TABELA-VERDADE
AULA 4
NOT
INVERTE o valor de entrada, o que é verdade vira falso e vice-versa
VERDADEIRO OU FALSO?
Representação algébrica: A
Representação gráfica:
A	Q
1	0
0	1
Q = A
TABELA-VERDADE
AULA 4
NAND
Produz o INVERSO da porta AND, trata-se da combinação NOT com AND
VERDADEIRO OU FALSO?
Representação algébrica: A * B
Representação gráfica:
A	B	Q
0	0	1
0	1	1
	0	1
1		1	0
Q = A * B
TABELA-VERDADE
AULA 4
NOR
Produz o INVERSO da porta OR, trata-se da combinação NOT com OR
VERDADEIRO OU FALSO?
Representação algébrica: A + B
Representação gráfica:
A	B	Q
0	0	1
0	1	0
	0	0
1		1	0
Q = A + B
TABELA-VERDADE
AULA 4
XOR
Produz resultado verdade se as entradas forem diferentes
VERDADEIRO OU FALSO?
Representação algébrica: A + B
Representação gráfica:
A	B	Q
0	0	0
0	1	1
	0	1
1		1	0
Q = A + B
TABELA-VERDADE
AULA 4
A negação (NOT) é vem na frente de tudo. Tal como acontece na álgebra dos reais, a multiplicação (AND) tem precedência sobre a adição (OR). Além disso, expressões entre parênteses têm precedência.
PRECEDÊNCIA ENTRE AS PORTAS
AULA 4
1º) NOT B
2º) resultado acima AND C 
3º) OR com o resultado de (2)
X = A + B * C 
RESOLVENDO UMA EXPRESSÃO...
TABELA-VERDADE
0 0 0
0 0 1
0 1 0
0 1 	 1
1 0 	 0
1 0 	 1
1 1 	 0
1 1 	 1
A B C B B*C X
1 0 0
1 1 1
0 0 0
0 0	 0
1 0 1
1 1 1
0 0 1
0 0 1
AULA 4
C
A
B *C
B 
B
X
O QUE É E PARA QUE SERVE?
Vimos na aula passada que os circuitos digitais são representados por expressões, cujas entradas são combinadas e a saídas analisadas através da tabela-verdade
Mas, será que podemos reduzir o tamanho dessas expressões – e, consequentemente, os circuitos – sem alterar os resultados obtidos na saída?
É exatamente nesse contexto que iremos estudar as regras (22 no total) de simplificação da Álgebra de Boole
ÁLGEBRA BOOLEANA
AULA 5
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 
10) X + Y = Y + X 
11) X + X = 0
12) X * Y = Y * X 
13) X + (Y + Z) = (X + Y) + Z 
14) X * (Y * Z) = (X * Y) * Z 
15) X * (Y + Z) = X * Y + X * Z 
16) X + X * Z = X 
17) X * (X + Y) = X 
18) (X + Y) * (X +Z) = X + Y * Z 
19) X + X * Y = X + Y 
20) X * Y + Y * Z + Y * Z = X * Y + Z
21) (X + Y) = X * Y 
22) (X * Y) = X + Y 
AS REGRAS
AULA 5
				X = (A + B) * B
X = (A + B) + B 	(regra 22)
X = A * B + B		(regra 21)
X = A * B + B		(regra 9)
X = A + B			(regra 19)
A
B
X
SIMPLIFICANDO A EXPRESSÃO...
AULA 5
X = (A + B) * B
SIMPLIFICANDO A EXPRESSÃO E O CIRCUITO...
X
A
B
A+B
 A
 B
A
B
X
X = A + B
AULA 5
Organização de Computadores
Prof. Luiz di Marcello
Exercícios
1) Analise as três sentenças a seguir sobre os fundamentos do funcionamento do computador e, em seguida, assinale a alternativa CORRETA: 
I. Para que os componentes de hardware de um computador funcionem é necessário existir uma sequência de instruções denominada programa; 
II. O barramento, as linguagens de programação e os sistemas operacionais compõem o hardware de um computador; 
III. Dado (saída) é o resultado obtido pelo tratamento das informações (entrada).
( ) Somente a sentença I está correta
( ) Somente a sentença III está correta
( ) Somente as sentenças I e III estão corretas
( ) Somente as sentenças II e III estão corretas
( ) Todas as sentenças estão corretas
41
2) Uma máquina foi criada para atender certas necessidades do Dr. Byte em seu projeto. Essa máquina dispõe de um registrador para processamento com 5 bits. Qual o maior número inteiro possível de ser representado neste registrador?
( ) 31
( ) 32
( ) 25
( ) 15
( ) 9
42
3) Quanto é -20 em binário em complemento a 1 e 2, respectivamente?
( ) 110100 e 101011
( ) 110100 e 101100
( ) 101011 e 110100
( ) 101011 e 101100
( ) 101100 e 110100
43
4) Com base na tabela-verdade referente à expressão booleana abaixo, quantas serão as possibilidades do resultado ser VERDADE (1)?
 S = A.B+A.C
( ) 1
( ) 2
( ) 3
( ) 4
( ) 5
44
5) Observe o circuito abaixo e assinale qual expressão booleana o representa:
45