Slides Unidade 4 Organização de Computadores UNIP EAD

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Unidade IV
ORGANIZAÇÃO DE 
COMPUTADORESCOMPUTADORES
Prof. Antônio Palmeira
Conteúdo da Unidade IV
 Entender as portas lógicas e o seu 
funcionamento com interface entre o 
hardware e software de baixo nível.
 Conhecer a importância do barramento e 
a evolução constante dos chips dos 
processadores.
Portas lógicas
 Trabalham com base binária, que tem 
como unidade básica o bit.
 Possuem duas variáveis importantes, 
(entrada e a saída), em que a função 
recebe uma quantidade de entrada que 
será calculada pelas portas lógicas para 
resultar nas saídas do problema.
PORTAPORTA 
LÓGICAENTRADA SAÍDA
Porta Lógica AND
 Executa a função AND.
 Esta porta recebe no mínimo duas 
entradas e produz uma saída.
 Nas entradas A e B são inseridos bits e é 
realizado o cálculo que resulta na saídarealizado o cálculo que resulta na saída 
S.
Porta AND e a Função AND
 Pode ser comparada à operação 
aritmética de multiplicação.
 S = A . B
Porta AND com 3 entradas
Gráfico de uma Porta AND 
Exemplos de aplicação: Porta AND
Porta Lógica OR
 A porta OR básica recebe duas entradas 
e produz uma saída.
 Nas entradas A e B, são inseridos bits e 
é realizado um cálculo que resulta na 
saída S. 
 A porta OR está diretamente atrelada à 
função OR.
Porta OR e Função OR
 Sempre que houver algum bit 1 de 
entrada, teremos 1 como saída, ou seja, 
só teremos 0 na saída quando todas as 
entradas forem 0.
 S = A + B
Porta OR com 3 entradas 
Gráfico de uma Porta OR
Exemplo de aplicação: Porta OR
Interatividade
Um processador sofre uma interrupção 
quando um usuário do computador digita 
algo no teclado ou utiliza o mouse. Se 
quisermos representar entradas e saídas 
com porta lógica, qual ou quais devemos 
utilizar?utilizar? 
a) Porta AND com 2 entradas.
b) Porta OR com 3 entradas.
c) Porta AND com 3 entradas.
d) Portas AND e OR com 2 entradasd) Portas AND e OR com 2 entradas.
e) Porta OR com 2 entradas.
Porta Lógica NOT
 Recebe apenas uma entrada e produz 
uma saída.
 Na entrada A é inserido o bit e então é 
realizado um cálculo que resulta na saída 
S. 
 A porta NOT está diretamente atrelada à 
função NOT.
Função NOT e Gráfico de uma Porta 
NOT
 Sempre irá inverter o valor de entrada.
 Se entrar 0, sairá 1, e se entrar 1 o 
resultado será 0.
Porta Lógica NAND
 É uma mistura da porta AND com a NOT, 
ou seja, realiza-se primeiro a função AND 
e o resultado equivale à entrada da 
função NOT.
Porta NAND e Função NAND
 Repare que a NAND é o inverso da 
função AND, pois após se realizar a 
função AND, inverter-se-á o bit com o 
NOT.
Porta NAND com 3 entradas
Porta Lógica NOR
 É uma mistura da porta OR com a NOT, 
ou seja, realiza-se primeiro a função OR 
e o resultado equivale à entrada da 
função NOT.
Porta NOR e Função NOR
 Repare que a NOR é o inverso da função 
OR, pois após realizar a função OR, 
inverte-se o bit com o NOT.
Porta NOR com 3 entradas
Porta Lógica XOR
 Também chamado de OU EXCLUSIVO, é 
uma mistura de NOTs, ANDs e OR, onde 
a saída só valerá 1, quando apenas uma 
das entradas for igual a 1, e valerá 0 
quando ambas entradas forem iguais a 1 
ou 0ou 0.
Porta XOR e Função XOR
 Na primeira entrada A, o bit já recebe o 
NOT (o círculo), e no segundo B também 
há um NOT (círculo), e então são 
realizados dois AND, onde cada saída 
resulta em uma entrada para um OR.
Porta XOR com 3 entradas
Exemplo de uso de Portas Lógicas
Interatividade
A combinação de portas lógicas, conforme 
a figura, gerará qual função lógica?
a) S = (A.B).(C.D)
b) S = (A+B)+(C+D)
c) S = (A B)+(C D)c) S = (A.B)+(C.D)
d) S = (A+B+C+D)
e) S = (A.B.C.D)
Nível da Lógica Digital e os 
Componentes do Sistema 
Computacional
 As portas lógicas são os elementos 
básicos para a construção dos circuitos 
digitais.
 A partir dos circuitos digitais os 
elementos do sistema computacional 
são formados.
Os circuitos digitais podem ser:
 Combinacionais.
 Aritméticos.
Circuitos Digitais Combinacionais
Possuem várias entradas e saídas, nas 
quais as saídas são determinadas 
exclusivamente pelo valor presente nas 
entradas correspondentes.
Ex: Multiplexadores.
Circuitos Digitais Aritméticos
 São os circuitos utilizados na construção 
da Unidade Lógica e Aritmética do 
processador, com finalidades 
específicas.
Exemplos:
 Deslocadores.
 Somadores.
 Subtratores.
Memória
 É uma combinação de circuitos lógicos 
que provem o armazenamento de 
instruções que serão executadas e os 
dados que serão armazenados.
 Os elementos básicos utilizados na 
construção das memórias são os 
flip-flops e os latches.
 Latches é o circuito lógico que sempre 
se “lembra” do valor fornecido em sua 
entrada.
 Flip-flop é um circuito lógico que são 
sensíveis à transição de sinal.
Registradores
 São agrupamentos de flip-flops.
Os registradores podem ser:
 Seriais – quando os bits são recebidos 
ou enviados um a um.
 Paralelos quando os bits são Paralelos – quando os bits são 
armazenados em um único passo.
 Registrador paralelo.
Registradores
 Registrador serial.
Barramento
 É o caminho elétrico que faz a ligação de 
dois ou mais dispositivos.
São divididos quanto a sua função:
 Comunicação interna do processador.
 Comunicação externos do Comunicação externos do 
processador.
 Os computadores antigos tinham um 
único barramento externo, chamado 
barramento de sistema.
Barramentos Internos e Externos ao 
Processador
Barramentos e Dispositivos
 Quando os dispositivos utilizam o 
barramento, sempre há o dispositivo 
principal e o secundário.
 O único dispositivo que não pode ser o 
principal é a memória, pois ela sempre 
recebe requisições.
 O dispositivo principal também é 
conhecido como mestre.
 O dispositivo secundário também é 
conhecido como escravo.conhecido como escravo.
Barramentos e Dispositivos
 Dispositivos mestres: dispositivos 
ativos, ou seja, que comandam o 
barramento.
 Dispositivos escravos: dispositivos 
passivos, ou seja, não controlam o 
barramento.
Coprocessador Envio de Instruções do processador para o Coprocessador
Coprocessador Coprocessador busca operandos no processador
Interatividade
Sobre a classificação dos dispositivos, 
quando os mesmos estão interligados num 
barramento, é considerada como incorreta:
a) Um processador pode se comportar 
como dispositivo primário ou 
secundário.
b) Um dispositivo E/S pode ser principal ou 
secundário.
c) Quando há uma busca de instrução a 
memória é um dispositivo mestre.memória é um dispositivo mestre.
d) Um dispositivo mestre é o primário
e) Uma memória é sempre um dispositivo 
escravo.
Tipos de Barramento
Temporização dos Barramentos
 No modo síncrono, há um oscilador de 
cristal (clock) que alimenta o 
barramento, e todas as atividades do 
barramento são executadas em um 
número inteiro de ciclos do sinal que são 
denominados ciclos de barramentodenominados ciclos de barramento. 
 No modo assíncrono não há um sinal de 
clock, então não existe um padrão de 
tamanho para todas as execuções, 
podendo cada uma ter um ciclo de 
tamanho diferenciadotamanho diferenciado.
Exemplos de Barramentos
 ISA (Industry Standard Architecture).
 PCI (Peripheral Component 
Interconnect).
 AGP (Accelerated Graphics Port).
 AMR (Audio Modem Riser) AMR (Audio Modem Riser).
 CNR (Communications and Network 
Riser).
 ACR (Advanced Communications Riser).
 SATA (Serial Advanced Technology ( gy
Attachment).
 SCSI (Small Computer System Interface).
USB (Universal Serial Bus):
BarramentoISA
 Surgiu com o PC da IBM para sistemas 
baseados no processador 8088.
 Inicialmente trabalhava com 8 bits e 
depois 16 bits.
 Trabalhava com 16MB/s.Trabalhava com 16MB/s.
Barramento PCI
 Substituiu o ISA em na década de 1990 e 
contava com 32 bits.
 Trabalhava com 132 MB/s.
 Possuía um slot menor que o ISA.
Evoluções do Barramento PCI
 PCI de 64 bits com transmissão de 512 
MB/s.
 PCI-X com 64 bits com transmissão de 4 
GB/s.
 PCI-EX com 64 bits com transmissão dePCI EX com 64 bits com transmissão de 
8 GB/s.
Barramento AGP
 É um barramento voltado para a área 
gráfica, ou seja, os slots são para 
utilização de placa de vídeo.
 A computação gráfica começou a exigir 
hardwares que ilustrassem com mais 
qualidade as cores e as quantidades de 
pixels na tela.
 O barramento AGP começou a trabalhar 
com 32 bits, podendo transferir até 266 
MBs, conseguindo assim atingir até 532 
MBs.
Universal Serial Bus (USB)
 É a tecnologia que permitiu o avanço da 
comunicação do computador com 
memórias secundárias.
 Permitiu a comunicação mais rápida, 
simples que permitia a qualquer usuário 
colocar dispositivos no computador e 
utilizá-lo.
 Essa comunicação foi iniciada no 
mercado com uma velocidade de 
transmissão de 190 KB/s, alcançando 1,5 
MB/s. Já a versão USB 2.0 evoluiu para 
60 MB/s e a USB 3.0, que ainda não está 
no mercado, transmitirá em torno de 600 
MB por segundo.
Barramento do Pentium II
Resumo da Disciplina
 Conhecemos as estruturas de hardware 
de um sistema computacional.
 Entendemos o funcionamento dos vários 
módulos que compõem um sistema 
computacional.
 Conhecemos a organização interna dos 
computadores.
 Desenvolvemos uma visão crítica sobre 
os requisitos de desempenho 
associados a um sistema computacional.associados a um sistema computacional.
Interatividade
Qual dos itens abaixo diz respeito a um 
barramento baseado no processador 8088 
para o IBM PC?
a) ISA
b) PCIb) PCI
c) USB
d) AGP
e) PCI-X
ATÉ A PRÓXIMA!