Aula 01 - Fundamentos da Infraestrutura da Tecnologia da Informação (1)

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Disciplina : Infraestrutura em Tecnologia da Informação - Arquitetura e Organização 
 
 Sérgio Murilo Schütz – sergio.schutz@cesusc.edu.br 
 
Infraestrutura em Tecnologia 
da Informação 
 
 
Aula 01 – Conceitos Básicos - Páginas 1- 9 
Sintetização do Livro Monteiro 
 
Infraestrutura em TI: consiste nos 
componentes e serviços que fornecem a base para 
sustentar todos os sistemas de informação de uma 
organização, tanto a nível de hardware, software e rede 
de telecomuicação. 
 
Design de uma Infraestrutura em Tecnologia da Informação 
 
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Hardware: Parte física de um sistema 
computadorizado. 
Exemplo: Equipamentos 
 
 
Software: Parte lógica de um sistema 
computadorizado. 
Exemplo: Programas 
 
Sistema: Sistema computadorizado é um conjunto de 
elementos que relacionam-se com o objetivo de receber 
dados, processar e gerar informações como resultados. 
Exemplo: Computador 
 
 
Dado: Um símbolo ou uma sequência de símbolos 
quantificados ou quantificáveis. De maneira geral, é o 
conteúdo que por si só não transmite nenhuma 
mensagem que possibilite o entendimento sobre 
determinada situação. 
O dado não possui significado relevante e não conduz a 
nenhuma compreensão. Representa algo que não tem 
sentido a princípio. Portanto, não tem valor algum para 
embasar conclusões, muito menos respaldar decisões. 
Exemplo: Tecnologia 
 
Informação: É o resultado do processamento dos 
dados. Ou seja, os dados foram analisados e 
interpretados sob determinada ótica, e a partir dessa 
análise se torna possível qualificar esses dados. A 
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informação é um conjunto de dados estruturados dentro 
de um contexto com significado, é algo que possui 
valor. A informação é a ordenação e organização dos 
dados de forma a transmitir significado e compreensão 
dentro de um determinado contexto. Seria o conjunto 
ou consolidação dos dados de forma a fundamentar o 
conhecimento. 
Exemplo: Tecnologia da Informação 
 
Conhecimento: O conhecimento vai além da 
informação, pois ele além de ter um significado tem 
uma aplicação. O conhecimento abrange uma esfera 
ainda mais abstrata pois depende muito das 
informações obtidas e, principalmente, da 
experimentação destas informações. 
Não existe conhecimento sem vivência, sem 
experimentação. Podemos dizer, desta forma, que a 
informação é uma espécie de saber teórico ou prático. 
Já o conhecimento é sempre um saber prático, pois ele 
foi vivenciado, testado e experimentado, independente 
das informações ou dados que lhe compõem. 
Muitas vezes o conhecimento surge antes do dado, 
através das situações vividas. E só depois é que o 
indivíduo passa então a transformar esse conhecimento 
em informação e pode então desmembrá-lo em dado. 
Exemplo: Tecnologia da Informação aplicada a gestão 
da organização por meio de conceitos e características 
da infra de TI. 
 
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De maneira geral, podemos classificar os conceitos 
da seguinte forma: 
Dado: objetivo (pode estar descrito sistematicamente, 
através de símbolos ou códigos); 
Informação: objetiva-subjetiva (apesar de poder ser 
descrita, exige que o conteúdo represente algum 
significado para o indivíduo); 
Conhecimento: subjetivo (é difícil descrevê-lo, pois 
envolve uma série de sensações e percepções de caráter 
subjetivo para o indivíduo); 
 
 
Figura ilustrativa: 
Relação Dados X Informação X Conhecimentos 
 
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O Computador 
Funciona executando o programa 
ou a sequência de operações que está armazenada na 
sua memória. Esse programa é formado basicamente 
por combinações das seguintes operações: 
✓ Ler os dados a serem processados (entrada de 
dados); 
✓ Armazenar os dados lidos (memória); 
✓ Efetuar os cálculos necessários (processamento); 
✓ Fornecer os resultados (saída de dados). 
 
 
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✓ O processador (ou microprocessador) é 
responsável pelo tratamento de informações 
armazenadas em memória (programas em código 
de máquina e dos dados). 
✓ A memória é responsável pelo armazenamento 
dos programas e dos dados. 
✓ Periféricos, que são os dispositivos responsáveis 
pelas entradas e saídas de dados do computador, 
ou seja, pelas interações entre o computador e o 
mundo externo. 
✓ Barramento, que liga todos estes componentes e é 
uma via de comunicação de alto desempenho por 
onde circulam os dados tratados pelo computador. 
 
 
Figura Representação Macro do Sistema Computacional 
 
Arquitetura de John Von Neumann 
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John Von Neumann introduziu o projeto lógico de 
computadores com programa armazenado na 
memória. 
 
Computadores, até então, não podiam armazenar 
programas em memória para interpretá-los. 
 
O computador executa os programas em memória que 
fazem basicamente o seguinte: 
 
Entrada: leitura de dados a processar 
Armazenamento: armazena os dados lidos 
Processamento: processa os dados lidos 
Saídas: fornecem os resultados 
 
 
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Unidade central de processamento (UCP) ou Central 
Processing Unit (CPU) : Buscar, executar e devolver 
o resultado de instruções para a memória. 
 
Periféricos de E/S - input/output (I/O) 
Entrada: Teclado, mouse, etc. 
Saída: Monitor, impressora, etc. 
 
Memória Principal 
Armazenamento de dados e instruções. 
 
 
Figura representação macro Computador 
Organização da CPU 
Referência 
MONTEIRO, M. A. Introdução a Organização de 
Computadores. LTC. 
1 Estrutura e Funções de um Computador [resumo] 
• Quatro componentes estruturais básicos 
1. processador (CPU ou UCP) 
2. memória 
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3. entrada e saída (E/S ou I/O) 
4. barramentos de interconexão 
• barramento de dados 
• barramento de endereço 
• barramento de controle 
• Quatro funções básicas 
1. controle  CPU 
2. processamento de dados  CPU 
3. armazenamento de dados  memória 
4. transferência de dados  I/O 
• Subcomponentes da CPU 
1. Unidade Lógica e Aritmética (ULA, ALU, UAL) 
 função de processamento 
2. Unidade de controle (UC)  função de controle 
3. Registradores  função de armazenamento 
temporário interno 
2 Funções Básicas da CPU 
Ciclo de execução de uma instrução (descrição varia 
conforme o autor) 
1. Busca a instrução na memória e incrementa o 
contador de instrução (CI ou PC) 
2. Decodifica (ou interpreta) a instrução, 
identificando a operação e a localização dos 
operandos (dados) 
3. Busca os operandos 
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4. Executa a instrução e, se necessário, armazena o 
resultado 
[Volta ao passo 1] 
 
Ciclo de execução se repete até que 
1. sistema seja desligado; ou 
2. ocorra algum erro; ou 
3. seja encontrada uma instrução de parada (fim do 
programa) 
• Duas funções da CPU 
1. Processamento (parte operativa)  executa a 
operação 
2. Controle (parte de controle)  comanda as ações 
de busca de instrução, decodificação da instrução, 
busca de operandos, execução da operação e 
escrita do resultado 
• Tipos de execução de instrução 
1. Seqüencial (ou serial) 
2. Pipelining: permite a execução simultânea de 
várias instruções através da sobreposição de 
algumas ou de todas as etapas do ciclo de 
instrução (cada instrução em uma etapa diferente 
em um dado momento). 
 
Nota: 
8086/8088 pipeline com dois estágios (até duas 
instruções simultâneas) 
80386 pipeline com seis estágios (até seis 
instruções simultâneas) 
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80486 pipeline com nove estágios (até nove 
instruções simultâneas) 
2.1 Função processamento – a parte operativa 
• Processamento de dados é a ação de manipular um 
ou mais valores (dados) em uma certa seqüência de 
ações de modo a produzir um resultado útil 
• Exemplo: A = 5, B = 3 
• A + B = 5 + 3 = 8 
• A – B = 5 – 3 = 2 
• Para um mesmo par de dados de entrada, ações 
diferentes devem ser realizadas para se executar 
cada uma das operações (+ e –) 
• Tarefas da função de processamento: 
• Operações aritméticas 
• Operações lógicas 
• A parte operativa da CPU é constituída por 
• ULA 
• Registradores 
2.1.1 A Unidade Lógica e Aritmética (ULA, UAL, 
ou ALU) 
• Realiza as seguintes operações 
- Soma - Subtração -Multiplicação
 - Divisão 
- And - Or - Xor - Not 
- Incremento - Decremento - Deslocamento à 
esquerta 
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- Deslocamento à direita 
Operações podem utilizar um ou dois valores de 
entrada 
• C = A + B 
• C = Not A 
 
• A ULA é constituída por um conjunto de circuitos 
lógicos combinacionais como, por exemplo, 
somador/subtrator 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
UC 
Decodificador de 
instruçõesinstruções 
RI (IR) 
Relógio 
CI(PC) 
Controle 
DADOS/ENDEREÇO 
UCP 
UAL 
Registradores 
0 a R-1 
REM (mar) 
REM (mar) 
MP 
Barramento de 
dados 
Barramento de 
endereços 
ACC 
Barramento de controle 
Figura – Esquema da UCP 
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2.1.2 Registradores 
• Armazenam temporariamente dentro da CPU 
instruções, dados de entrada e resultado de saída da 
ULA 
• Os registradores são constituídos por circuitos 
lógicos seqüenciais, como os registradores de 
deslocamento paralelo-paralelo 
• Em geral os registradores têm o tamanho da palavra 
da CPU, por exemplo, no 8086, os registradores dem 
tamanho de 16 bits 
• Registradores de dado (nomenclatura varia conforme 
a arquitetura) 
1. Acumulador (ACC) 
2. Registradores de uso geral (Ex: R1 a RR-1 ou A, 
B, C,…) 
• Registrador de uso específico 
1. Sinalizadores (FLAGS)  mantém informações 
relativas ao estado da execução da instrução (por 
exemplo, se houve overflow) 
 
• Exemplos: 8085 e 8086 
 
 
 
 
 
 
ACC Reg. Temp Flags 
Barramento interno de dados 
B = C = D = E = H = 8 bits 
UAL = 8 bits 
Reg. B Reg. C 
Reg. D Reg. E 
Reg. H Reg. L 
 UAL 
Figura Diagrama (simplificado) em bloco da UCP Intel 8085 
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2.1.2 A influência do tamanho da palavra 
• Tamanho da palavra é tamanho dos operados pela 
ULA, armazenados. Ex: 8 bits, 16 bits, 32 bits, 64 
bits 
• A capacidade de processamento varia com o 
tamanho da palavra 
 
Exemplo 
• Somar A = 3A25 e B = 172C (número inteiros, sem 
sinal e de 16 bits) 
• Números armazenados em uma memória de 8 bits, 
com a parte mais significativa no endereço mais 
baixo e a menos significativa no endereço mais alto 
(em geral, costuma-se utilizar o oposto) 
• Realizar a soma em dois sistemas diferentes 
 
Sistema 1 
AH AL 
BH BL 
CH CL 
CH DL 
 
AH + AL + = 16 bits 
UAL = 16 bits 
Reg. de Emprego geral 
Flags 
Reg. Temp 
Reg. Temp 
UAL 
Barramento interno 
Figura Diagrama (simplificado) em bloco da UCP 8086 
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• Tamanho da palavra igual a 8 bits, operação 
executada em duas etapas lógicas 
1. Transferência da parte menos significativa de cada 
número para a ULA e soma dessas duas partes (25 
do número A e 2C do número B) 
2. Transferência da parte mais significativa de cada 
número para a ULA e soma dessas duas partes 
(3A do número A e 17 do número B), 
considerando o carry da etapa anterior 
• Operação realizada em um tempo T1 
 
 
 
 
 
 
 
8 bits 
ACC = 8 bits 
8 bits Barramento de dados 
UCP 
UAL 
25+2C (1O ) 
3A+17 (2O ) 
MP 
8 bits 
8 bits 
3A 
25 
A 
17 
2C 
B 
0 
Figura Exemplo de uma operação de soma de 2 números, A e B, em um computador com palavra de 8 bits 
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Sistema 2 
 
 
 
 
 
 
 
• Tamanho da palavra igual a 16 bits, operação 
executada em uma etapa lógica 
1. Transferência dos dois número para a ULA e 
execução da operação 
• Operação realizada em um tempo T2  (T1/2) 
• A capacidade de processamento deste sistema é 
maior qua a do primeiro 
 
• Obs: O tamanho da palavra têm influência direta no 
desempenho global da CPU devido 
1. Ao tempo de execução das instruções, o qual pode 
ser maior ou menor 
2. Ao tamanho dos barramentos interno e externo da 
CPU. O ideal é que a largura do barramento seja 
no mínimo igual ao tamanho da palavra para 
maximizar o desempenho, reduzindo o número de 
ciclos para a transferência de dados 
16bits 
ACC =16bits 
16bits Barramento de dados 
UCP 
UAL 
3A25+172C (1O ) 
MP 
8 bits 
8 bits 
3A 
25 
A 
17 
2C 
B 
0 
Figura Exemplo de uma operação de soma de 2 números, A e B, em um computador com palavra de 16 bits 
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• Exemplos 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2.2 Função controle – a parte de controle 
• Um programa em execução deve ser mantido na 
memória principal (e na cache) e cada instrução para 
ser executada deve ser transferida da memória 
principal (ou da cache) para a CPU 
• A parte de controle da CPU realiza as seguintes 
tarefas: 
1. Busca da instrução da memória e armazenamento 
no RI 
2. Decodificação da instrução para identificação da 
operação 
Processador Tamanho da palavra 
Intel 8080/8085 8 bits 
Motorola 6800 8 bits 
Intel 8086/8088 16 bits 
Motorola 68000 16 bits 
IBM 3090 32 bits 
CDC 6600 60 bits 
BURROUGHS B6700 (altamente UNYSIS) 51 bits 
Intel 80386/486 32 bits 
Vax 11/780 32 bits 
Motorola 68030 32 bits 
Cray-1 64 bits 
IBM RS/6000 (RISC) 32 bits 
Alpha (Digital Equip. Co.) 64 bits 
Intel Processador Core I5 64 bits 
ProcessadorIntel Core i7-8700 64 bits 
Processador Intel Core i3 8100 64 bits 
Threadripper 2990WX - AMD 64 bits 
 
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3. Geração dos sinais de controle para o comando das 
atividades requeridas para a execução da operação 
decodificada (busca dos operandos, execução da 
operação e escrita do resultado) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
• O dispositivos relacionados com a parte de controle 
são 
1. Unidade de controle 
2. Relógio (clock) 
3. Decodificador 
4. Registrador de instruções (RI ou IR) 
5. Contador de instruções (CI ou PC) 
6. Registrador de endereços da memória (REM ou 
MAR) 
7. Registrador de dados da memória (RDM ou MBR) 
 
 
2.2.1 A unidade de controle 
UC 
Decodificador de 
instruçõesinstruções 
RI (IR) 
Relógio 
CI(PC) 
Controle 
DADOS/ENDEREÇO 
UCP 
UAL 
Registradores 
0 a R-1 
REM (mar) 
REM (mar) 
MP 
Barramento 
de dados 
Barramento 
de endereços 
ACC 
Barramento de controle 
Figura – Esquema da UCP 
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• Gera os sinais que comandam as atividades dos 
demais componentes da CPU 
• A geração dos sinais de controle é cadenciada pelo 
relógio (clock) 
2.2.2 Relógio 
• Dispositivo gerador de pulsos cuja duração é 
chamada de ciclo (ou período) 
• O número de ciclos por segundo é a freqüência do 
relógio 
• O relógio é utilizado por um circuito chamado 
gerador de tempo, o qual gera uma seqüência de 
subciclos (T1 a T5), como mostra a figura abaixo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Gerador 
de 
Tempo 
Unidade 
de 
Controle 
T1 
T1 
T1 
T1 
T1 
T0 
Relógio 
(a) Diagrama em bloco do conjunto de tempo da area de controle 
T0 
1 subciclo = t0 /5 
T1 
T2 
T3 
T4 
T5 
1 ciclo = T0 
(b) Diagrama de tempo do ciclo do processador (t0) e seus 5 subciclos 
tempo 
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• Os subciclos são utilizados pela unidade de controle 
para definir o momento de geração dos sinais de 
controle que comandam os dispositivos associados a 
cada uma das etapas do ciclo de instrução. Por 
exemplo, no subciclo T1 são gerados os sinais 
necessários para a busca da instrução na memória 
• Quanto menor for o ciclo de relógio (ou maior for a 
sua ferqüência), mais instruções serão completas na 
mesma unidade de tempo (Ex: segundo) 
• Tipicamente, os relógios dos processadores atuais 
operam a dezenas ou centenas de MHz (milhões de 
ciclos por segundo). Ex: para 100 MHz, ciclo de 10 
ns 
2.2.3 Registrador de instrução – RI ou IR 
• Armazena a instrução a ser executada pela CPU 
• No início do ciclo de instrução, uma nova instrução é 
buscada da memória e copiada no RI, o qual mantém 
essa instrução até que um novo ciclo se inicie 
2.2.4 Contador de instrução – CI ou PC 
• Armazena o endereço da próxima instrução a ser 
executada 
• Tào logo o ciclo de instrução é inicado, com a busca 
da instrução a ser executada, o CI é incrementado 
para indicar a posição da instrução a ser executada 
no próximo ciclo 
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• Se houver um desvio no fluxo de instrução (ex: 
chamada a uma subrotina) o valor do CI é atualizado 
assim que for identificado o endereço da próxima 
instrução 
2.2.5 Decodificador de instrução 
• Cada instrução possue um código associado à 
operação a ser realizada (Ex: soma, subtração,…) 
• O decodificador de instrução recebe do RI o código 
de operação da instrução corrente, faz a 
 
• decodificação e gera um conjunto de sinais para a 
UC a fim de identicar a operação a ser executada no 
ciclo corrente. 
2.2.6 Registrador de endereço da memória - REM 
ou MAR 
• Ligado ao barramento de endereços, é utilizado pela 
CPU para selecionar uma célula (posição) da 
memória 
2.2.7 Registrador de dado da memória - RDM ou 
MBR 
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• Ligado ao barramento de dados, é utilizado pela CPU 
para armazenar temporariamente um dado a ser 
escrito ou lido da memória 
3 Estudo de Caso – Proc. Intel 8086/8088 ] 
• Introduzidos pela Intel em 1978 
• Características 
• Arquitetura interna de 16 bits (8086) 
• Barramento externo de dados de 16 bits (8086) e 
de 8 bits (8088) 
• Barramento de endereços de 20 bits multiplexado 
com as 16 linhas de dado 
- 220 = 1 M posições de memória 
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• 14 registradores de 16 bits (além dos registradores 
temporários da ULA) 
• 24 modos de endereçamento 
- Imediato: MOV AX, 10H 
- Registrador: MOV AX, BX 
• Realiza operações com byte, word e blocos 
• Realiza operações aritméticas com e sem sinal 
• Realiza operações de multiplicação e divisão 
• Ligado ao barramento de dados, é utilizado pela 
CPU para armazenar 
• Possue duas unidades de processamento que operam 
de forma independentemente 
1. Unidade de Execução (EU – Execution Unit), 
possue 
• Quatro registradores de dados de 16 bits (AX, 
BX, CX e DX) que podem ser manipulados 
como oito registradores de 8 bits (AL, AH, BL, 
BH, CL, CH, DH, DL) para garantir 
compatibilidade com processadores anteriores 
da Intel (8080 e 8085) 
• Registradores de pilha (SP e BP) 
• Registradores de offset (DI e SI) 
• Registrador de sinalização (flags) 
• Registradores temporários na entrada da ULA 
• ULA de 16 bits 
• Lógica de controle da unidade de execução 
(decodificação e controle) 
 
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2. Unidade de Interface com o Barramento (BIU – 
Bus Interface Unit), possue 
• Um fila para busca antecipada de instruções ao 
invé de um único RI 
• Contador de instruções (IP – Instruction 
Pointer) 
• Registradores de segmento CS, DS, SS e ES 
• Unidade de cálculo de endereço de 20 bits 
• Lógica de controle do barramento 
 
 
Aula 01 – Histórico – Páginas 12 - 43 
Conhecendo a História do Computador 
Livro Monteiro 
 
 
Desenvolver os Exercícios – Páginas 29 e 30 
do Livro Monteiro para discutirmos e 
tirarmos dúvidas nas próximas aulas 
de 31/03 e 01/04 
 
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