Tópicos Organização de Computadores

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O que são computadores pessoais, quais tipos de dispositivos podem ser considerados computadores pessoais?
São computadores menores e de menor custo que se destina ao uso pessoal ou um pequeno grupo de indivíduos. Os computadores pessoais podem ser desktops, notebooks e suas variações, tablets e smartphones.
Arquitetura do processador Neander e o que ele pode armazenar
Utilizado para fins didáticos, usa portas lógicas básicas e simula esse circuito em um simulador lógico de portas para verificar o funcionamento do circuito ao realizar um pequeno programa de 10 instruções gravado na memória.
O computador NEANDER tem as seguintes características: 
• Largura de dados e endereços de 8 bits 
• Dados representados em complemento de dois 
• 1 acumulador de 8 bits (AC) 
• 1 apontador de programa de 8 bits (PC) 
• 1 registrador de estado com 2 códigos de condição: negativo (N) e zero (Z)
Conceitos de Dados x Informação
Dado -> Matéria prima originalmente obtida de uma ou mais fontes;
Informação-> Dado processado ou acabado. Possui valor útil.
Arquitetura de processadores
A UCP é responsável pelo processamento e execução dos programas armazenados na memória principal. Sua função é executar as instruções e controlar as operações no computador. Realiza ciclos de instrução que se repetem até que seja desligado, ocorra um erro ou instrução de parada.
Unidade Lógica e Aritmética
Realiza operações matemáticas e lógicas com os dados;
Registrador
Armazena mesmo que temporariamente algum dado antes de transferi-lo para ULA e após a ULA fazer alguma operação lógica ou matemática. Alguns sistemas possuem um registrador denominado de ACC (acumulador) que além de armazenar dados faz a ligação com a ULA com o restante dos dispositivos da UCP.
Em geral tem a mesma largura da palavra.
Função Controle
Projetada para entender o que fazer, como fazer e comandar quem vai fazer no momento adequado.
Fazem parte da sua área funcional:
Unidade de controle;
Decodificador;
Registrador de instrução (RI);
Contador de instrução (CI) ou PC (program counter);
Relógio ou clock;
Registradores de endereço de memória (REM) e de dados de memória (RDM).
Unidade de controle
Dispositivo mais complexo da UCP. Possui lógica necessária para realizar a movimentação de dados e instrução DE e PARA a UCP através de sinais de controle que emite em instantes de tempo programados.
Relógio (clock)
É os dispositivo gerador de pulsos cuja duração é chamada de ciclo. A quantidade de vezes em que este pulso básico se repete em um segundo define a unidade de medida do relógio, denominada frequência, a qual também usamos para definir velocidade na UCP.
Registrador de Instrução (RI)
É o registrador que tem a função específica de armazenar a instrução a ser executada pela UCP.
Contador de Instrução (CI)
É o registrador cuja função específica é armazenar o endereço da próxima instrução a ser executada.
Decodificador de Instrução
É um dispositivo utilizado para identificar as operações a serem realizadas, que estão correlacionadas à instrução em execução.
Registrador de Dados de Memória (RDM) e Registrador de Endereços de Memória (REM)
Registradores utilizados pela UCP memória principal para comunicação e transferência de informação.
Memória
Tecnologias -> semicondutores e de meio magnético.
Diferença em relação às características
Tempo de acesso;
Capacidade;
Volatilidade;
Temporalidade;
Custo.
Tipos de memória
Registradores;
Memória Cache;
Memória principal;
Memória Secundária.
Memória principal
Estrutura -> célula, endereço.
A memória realiza duas operações -> escrita e leitura, “write” e “read” respectivamente.
Tipos de memória
RAM -> leitura e escrita;
ROM -> Leitura.
Tipos de ROM
PROM – depois de programada não pode ser alterada;
EPROM – depois de programada pode ser apagada;
EEPROM – depois de programada poder ser alterada;
Memória CACHE
Memória que privilegia o tempo de acesso que é muito menor ao da memória principal, no entanto, muito mais cara. Seu tempo de acesso é menor e sua capacidade de armazenamento também. É uma memória volátil e armazena informações de forma temporária.
Algoritmos de substituição de página 
FIFO
O FIFO (First-in, First-out) é um algoritmo de substituição de páginas de baixo custo e de fácil implementação que consiste em substituir a página que foi carregada há mais tempo na memória (a primeira página a entrar é a primeira a sair).
LRU	
O LRU (Least Recently Used) é um algoritmo de substituição de página que apresenta um bom desempenho substituindo a página menos recentemente usada.
ÓTIMO
É o que apresenta o melhor desempenho computacional e o que minimiza o número de faltas de páginas. No entanto, sua implementação é praticamente impossível, pois, retira da memória a página que vai demorar mais tempo para ser referenciada novamente. Só é utilizado em simulações.
MRU
O algoritmo MRU (Most Recently Used) faz a substituição da última página acessada.
CLOCK
Este algoritmo mantém todas as páginas em uma lista circular (em forma de relógio). A ordem mantida segue a sequência em que elas foram carregadas em memória.
NRU
O algoritmo NRU (Not Recently Used) procura por páginas que não foram referenciadas nos últimos acessos para serem substituídas. Tal informação é mantida através de um bit.
LFU
O LFU (Least Frequently Used) escolhe a página que foi menos acessada dentre todas as que estão carregas em memória. Para isso, é mantido um contador de acessos associado a cada página (hit) para que se possa realizar esta verificação.
MFU
O MFU (Most Frequently Used) substitui a página que tem sido mais referenciada, portanto, o oposto do LFU. Ignora o princípio de localidade temporal.
WS
Não realiza apenas a substituição de páginas ele também estabelece um tempo máximo que cada página pode permanecer ativa na memória.