Slides Unidade 1 Organização de Computadores UNIP EAD

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Unidade I
ORGANIZAÇÃO DE 
COMPUTADORESCOMPUTADORES
Prof. Antônio Palmeira
Apresentação da disciplina
 Conhecer as estruturas de hardware de 
um sistema computacional.
 Entender o funcionamento dos vários 
módulos que compõem um sistema 
computacional.
 Conhecer a organização interna dos 
computadores.
 Desenvolver uma visão crítica sobre os 
requisitos de desempenho associados a 
um sistema computacional.um sistema computacional.
Conteúdo da unidade I
 Entender o conceito do computador 
como sistema hierárquico.
 Entender a função e a estrutura de um 
computador.
 Conhecer o histórico e a evolução dosConhecer o histórico e a evolução dos 
computadores.
O que é um computador?
 Aquele que computa, calculador, 
calculista.
 Máquina destinada ao processamento de 
dados.
 Dispositivo capaz de obedecer aDispositivo capaz de obedecer a 
instruções que visam produzir 
certas transformações no dados 
com o objetivo de alcançar um fim 
determinado.
Sistema computacional
 Sistemas: combinação de peças 
componentes ou partes reunidas com 
funções específicas que concorrem para 
um determinado objetivo.
Exemplos:
 sistemas de arrefecimento de veículos;
 sistemas de abastecimento de água 
potável.
Computador x Homem
Funções básicas de um computador
 Processamento de dados.
 Armazenamento de dados.
 Movimentação de dados.
 Controle.
Estrutura básica de um computador
Estrutura básica de um computador
 Unidade Central de Processamento 
(CPU): controla a operação do 
computador e realiza as funções de 
processamento de dados.
 Memórias primária e secundária: 
armazenam dados.
Estrutura básica de um computador
 Entrada e Saída (E/S): movem dados 
entre o computador e seu ambiente 
externo.
 Barramento: mecanismo que oferece 
comunicação entre a CPU, E/S e 
memórias.
Computador
 Não “enxerga” a realidade.
 Processamentos baseados em 
informações pré-instaladas.
 Soma e compara números.
 Copia dados de uma parte da memória Copia dados de uma parte da memória 
para outra.
 Executa as operações por meio de 
instruções primitivas, denominadas 
linguagem de máquina.
Interatividade
Qual dos componentes da estrutura de um 
computador é responsável pelo controle da 
operação do computador?
a) Memória.
b) Entrada.b) Entrada.
c) CPU.
d) Barramento.
e) Unidade lógica.
Máquina multinível
Nível 0 (nível lógico digital)
 Projetado pelo fabricante.
 Representado por circuitos eletrônicos 
que realizam o processamento de 
informações na forma de impulsos 
elétricos dentro do processador.
Nível 1 (nível de microarquitetura)
 Projetado pelo fabricante.
 Corresponde à microarquitetura do 
processador (seus elementos internos).
Nível 2 (nível de arquitetura de 
conjunto de instruções)
 Projetado pelo fabricante.
 Corresponde ao conjunto de instruções 
suportado pelo processador.
Nível 3 (nível de sistema 
operacional)
 É o nível do Sistema Operacional (SO).
 Realiza a ligação entre o homem e a 
máquina de forma intuitiva.
 Gerencia as estruturas computacionais e 
oferece recursos aos demais aplicativos.oferece recursos aos demais aplicativos.
Nível 4 (linguagem de montagem)
 Fornece um método de programação 
para os níveis 1, 2 e 3 em uma forma 
mais amigável que a linguagem de 
máquina.
Nível 5 (linguagem de alto nível)
 Corresponde à linguagem orientada à 
solução de problemas e independe da 
plataforma a ser utilizada.
 Deve ser traduzida para um formato que 
o SO compreenda e envie para os níveis 
inferiores.
História e evolução dos 
computadores
 Geração zero dos computadores 
(computadores mecânicos e 
eletromecânicos).
 Primeira geração (válvulas).
 Segunda geração (transistores).Segunda geração (transistores).
 Terceira geração (circuitos integrados).
 Quarta geração (integração em escala 
muito grande).
Antigos instrumentos de cálculos
Ábaco:
 Estima-se que tenha surgido em 
aproximadamente 2.800 a.C.
 Utilizado nas operações de somar e 
subtrair.subtrair.
Antigos instrumentos de cálculos
Régua de cálculo:
 Inventada em 1622 pelo inglês William 
Oughtred.
 Continha escalas em que a posição dos 
números era proporcional ao seunúmeros era proporcional ao seu 
logaritmo.
Interatividade
Numa máquina multinível, qual dos níveis 
abaixo é projetado pelo fabricante e é 
representado por circuitos eletrônicos que 
realizam o processamento de informações 
na forma de impulsos elétricos dentro do 
processador?processador?
a) Nível 0
b) Nível 1
c) Nível 2
d) Nível 3d) Nível 3
e) Nível 4 
História e evolução dos 
computadores
 Geração zero dos computadores 
(computadores mecânicos e 
eletromecânicos).
Geração zero dos computadores
 Período de 1642 a 1945.
 Computadores mecânicos e 
eletromecânicos.
Principais inventores:
 Blaise Pascal Blaise Pascal
 Gottfried Wilhelm von Leibniz
 Charles Babbage
 Konrad Zuse
 John Atanasoff John Atanasoff
 George Stibbitz
Geração zero dos computadores
Máquina de calcular – Pascalina
 Criada em 1642 por Blaise Pascal.
 Máquina totalmente mecânica.
 Realizava soma e subtração.
Geração zero dos computadores
Máquina de calcular – Staffelwaze
 Criada por volta de 1672 por Gottfried 
Wilhelm von Leibniz.
 Executava as quatro operações básicas.
Geração zero dos computadores
Máquina de diferencial
 Criada por volta de 1822 por Babbage.
 Dispositivo mecânico capaz de executar 
um algoritmo (sequência de instruções).
 Inovadora por não apenas fazer cálculos Inovadora por não apenas fazer cálculos, 
como os demais instrumentos existentes 
até então.
 Produzia tabelas úteis para a navegação 
marítima.
Geração zero dos computadores
 Entre 1930 e 1940, surgem dispositivos 
calculadores baseados em relés 
eletromagnéticos e capacitores nos 
Estados Unidos e na Alemanha.
 Em 1944, nos Estados Unidos, surge o 
Mark I, primeiro computador digital da 
história.
História e evolução dos 
computadores
 Primeira geração (válvulas).
Primeira geração (válvulas)
 Período de 1945 a 1955.
 Computadores eletrônicos a válvulas.
Principais inventores:
 Alan Turing
 John Mauchly
 John Von Neumann
Primeira geração (válvulas)
Colossus 
 Primeiro computador eletrônico.
 Tinha o objetivo de quebrar códigos 
gerados por sistemas da Alemanha 
nazista.nazista.
 Sua construção teve a participação do 
matemático Alan Turing.
 O projeto ficou em segredo e só foi 
revelado décadas depois, quando estava 
obsoletoobsoleto.
Primeira geração (válvulas)
ENIAC (Electronic Numerical Integrator and
Computer):
 Construído nos Estados Unidos.
 Ficou pronto em 1946.
 Tinha 18 000 válvulas 1 500 relés Tinha 18.000 válvulas, 1.500 relés, 
pesava 30 toneladas e consumia 140 kW 
de energia.
 Teve John Von Neumann como maior 
colaborador na construção, porque foi 
dele a ideia de armazenar a memória dadele a ideia de armazenar a memória da 
máquina junto aos dados.
Primeira geração (válvulas)
Máquina de Von Neumann
 A memória consistia em 4.096 palavras, 
cada palavra contendo 40 bits.
 Uma palavra poderia ter 2 instruções.
Unidade lógica e 
aritmética
Interatividade
No início da evolução dos computadores, 
surgiram dispositivos que faziam apenas 
cálculos de somas e subtração. Qual foi o 
primeiro dispositivo computacional que não 
apenas executava cálculos, mas também 
algoritmos?algoritmos?
a) Ábaco.
b) Colossus.
c) Máquina diferencial.
d) Pascalinad) Pascalina.
e) Staffelwaze.
História e evolução dos 
computadores
 Segunda geração (transistores).
Segunda geração (transistores) Período de 1955 a 1965.
 Computadores eletrônicos a 
transistores.
 1955 – MIT: desenvolve o primeiro 
computador a transistor, TX-0.computador a transistor, TX 0.
 1960 – IBM: lança o IBM 7090, o 
computador mais rápido do mundo até 
então.
 1961 – DEC (Digital Equipment 
Corporation): lançou o PDP 1 comCorporation): lançou o PDP-1, com 
metade da capacidade de 
processamento do 7090 e 10 vezes mais 
barato.
Segunda geração (transistores)
 1963 – DEC: desenvolve o PDP-8, mais 
barato que o PDP-1 e que trouxe a 
inovação do uso de barramento.
 DEC: começa a vender milhões de 
computadores, consolidando-se no 
mercado.
 IBM: consolida-se com computadores 
voltados para aplicações científicas. 
História e evolução dos 
computadores
 Terceira geração (circuitos integrados).
Terceira geração 
(circuitos integrados)
 Período de 1965 a 1980.
 Computadores eletrônicos baseados em 
circuitos integrados.
 1965 – IBM: lança a família de 
computadores System/360, os primeiroscomputadores System/360, os primeiros 
a usar circuitos integrados.
Terceira geração 
(circuitos integrados)
Novidades e diferenciais do IBM 
System/360:
 Compatibilidade: um mesmo programa 
utilizado nos vários modelos. 
 Emulação: simulação de outrosEmulação: simulação de outros 
computadores. 
 Multiprogramação: o computador 
mantém vários programas na memória.
História e evolução dos 
computadores
 Quarta geração (integração em escala 
muito grande).
Quarta geração 
(integração em escala muito 
grande)
 A partir de 1980.
 Computadores eletrônicos baseados na 
integração de milhões de transistores em 
um único chip.
 A miniaturização e o baixo custoA miniaturização e o baixo custo 
favoreceram o uso do computador 
pessoal (PC).
 No início dessa época, surge o primeiro 
microcomputador, que recebeu o nome 
de Altair.de Altair.
Quarta geração 
(integração em escala muito 
grande)
 Surge a Apple, de Steve Jobs, com seus 
computadores de uso mais simples e 
intuitivo.
 A Apple lança, em 1984, o Macintosh, o 
primeiro computador com interface 
gráfica.
Resumo da unidade
 Entendemos basicamente o que é um 
computador.
 Conhecemos a estrutura e as funções de 
um sistema computacional.
 Entendemos um computador como umaEntendemos um computador como uma 
máquina multinível.
 Conhecemos um pouco da evolução do 
computador.
Interatividade
Em que fase da evolução do computador 
surgiu o uso do barramento para interligar 
as estruturas internas de um sistema 
computacional?
a) Com o Altair, construído pela IBM.
b) Com o Macintosh, construído pela Apple.
c) Com o System/360, construído pela IBM.
d) Com o PDP-8, criado pela DEC.
e) Com o ENIAC, criado por Von Neumann.
ATÉ A PRÓXIMA!