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Professor: João Paulo Colet Orso Turma: PM PR INFORMÁTICA Data: 02/07/2020 MUDE SUA VIDA! 1 HARDWARE O hardware é a parte física do computador, são as peças que o compõe, podem ser também chamados de Dispositivos ou mesmo Drives. As questões relacionadas a estas são em sua maioria sobre a finalidade de cada dispositivo, a sua função em meio ao conjunto. Podemos organizar os dispositivos de hardware por: ➢ Periféricos; ➢ Armazenamento; ➢ Processamento; PERIFÉRICOS A etimologia da palavra periférico aponta para aquilo que está à periferia de, ou seja, no entorno, ou ainda, fora do computador em si. Embora designe os dispositivos que conectamos ao computador não podemos desmerecer sua importância, visto que alguns até certo momento eram essenciais para ligar o computador, como o teclado. Os periféricos por sua vez são agrupados por finalidade: ➢ Entrada; ➢ Saída; ➢ Entrada/Saída (E/S) ENTRADA São aqueles que nos permitem passar uma informação para dentro do computador. ➢ Teclado ➢ Microfone ➢ Scanner (Escaner) ➢ O Scanner também é considerado um dispositivo Óptico ➢ Webcam ➢ Mouse SAÍDA São os dispositivos que apresentam alguma informação ao usuário. ➢ Monitor ➢ Impressora Professor: João Paulo Colet Orso Turma: PM PR INFORMÁTICA Data: 02/07/2020 MUDE SUA VIDA! 2 ➢ Caixas de som RESOLUÇÃO VS DIMENSÃO Cuidado para não confundir as duas medidas, embora muito comum o emprego “errado” na prática, é necessário observar se há ponto de referência implícito ou não, como no caso do sistema operacional. Primeiro vamos entender o que é dimensão: ela está associada ao tamanho físico de um dispositivo no caso de uma tela, ou área de manejo no caso de impressoras e scanners. Ao comprar uma TV, celular ou tablet observa-se uma medida em polegadas, essa medida diz respeito ao tamanho diagonal da tela útil do aparelho. Já a Resolução é a quantidade de Pixels na vertical e na horizontal que o dispositivo é capaz de emitir, sabendo-se que o dispositivo não consegue alterar seu tamanho físico, mexer na resolução afeta diretamente a densidade de pixels, ou seja, a quantidade de pixels por polegada quadrada (DPI – dots per inch). Assim, quanto maior a quantidade de pixels por polegada maior é a resolução e menor é o tamanho do pixel na tela. Atualmente os dispositivos mais comuns já possuem pixels tão pequenos que fica quase impossível distinguir um pixel de outro a olho nu. Algumas medidas são importantes: ➢ 1280x720 ➔ HD ➢ 1920x1080 ➔ FullHD ➢ 2048x1080 ➔ 2k ➢ 3840x2160 ➔ 4k ➢ 7680x4320 ➔ 8k ➢ 10240x4320 ➔ 10K Outra informação importante é o aspecto, principalmente para a elaboração de apresentações de slides. Existem várias razões de proporção de tela, para monitores as mais tradicionais são 4:3, 16:9 e 16:10. ENTRADA/SAÍDA Também conhecidos como dispositivos híbridos, pois concentram no mesmo equipamento funções de Entrada e Saída de dados. ➢ Impressoras multifuncionais: ➢ 3 em 1: possuem função tanto de Impressora, como, copiadora e scanner. Professor: João Paulo Colet Orso Turma: PM PR INFORMÁTICA Data: 02/07/2020 MUDE SUA VIDA! 3 ➢ 4 em 1: possuem função tanto de Impressora, como, copiadora, scanner e fax. ➢ Tela TouchScreen: são as telas sensíveis ao toque, como as de terminais de caixa eletrônicos, celulares, tablets e alguns computadores. ➢ Modem ADSL: um modem ADSL é um modulador / demodulador, ele possibilita que em uma mesma linha telefônica possam ser transmitidos sinais de dados e voz. DISPOSITIVOS DE ARMAZENAMENTO São aqueles capazes de armazenar dados mesmo quando estão “desligados”, ou seja, não precisam permanecer conectados a uma fonte de energia para que preservem as informações neles armazenada. Os dispositivos de armazenamento são classificados pela forma de registro dos dados como: ➢ Magnéticos; ➢ Ópticos; ➢ Elétricos. MAGNÉTICOS ➢ Disquete: capacidade 1,44 MB ➢ Zip Drive: capacidade 100MB ➢ HD: capacidade 160GB a 4TBHD externo 2,5”: capacidade 320GB a 2TB ➢ Fita magnética ÓPTICOS: ➢ CD: capacidade 700MB ➢ DVD: capacidade 4,7GB ➢ DVD DL: capacidade 8,5GB ➢ Blue-Ray: capacidade 25 a 50GB ELÉTRICOS: ➢ Pendrives: capacidade 1GB a 256GB ➢ Cartão de memória: 1GB a 256 GB ➢ SSD: até 2TB 1 PROCESSAMENTO O princípio básico de funcionamento de um computador segue a Arquitetura Básica de Von Neuman, ilustrada a seguir. No modelo básico temos dispositivos de entrada e dispositivos de saída, conforme abordado no início desta aula. Estes dispositivos são responsáveis por interagir com a parte responsável por realizar os cálculos, ou em outros termos a parte responsável por computar os dados inseridos e produzir uma resposta disponibilizada na saída. Professor: João Paulo Colet Orso Turma: PM PR INFORMÁTICA Data: 02/07/2020 MUDE SUA VIDA! 4 Estas tarefas mais internas competem ao processador, também conhecido como Unidade Central de Processamento (UCP, ou em inglês, CPU). O Processador é considerado o coração do computador, ele é composto por registradores. Dentro do processador ainda encontramos a ULA (unidade Lógico Aritmética) e a Unidade de Controle (UC). A ULA é responsável pelos cálculos matemáticos e as comparações lógicas. O processador é o dispositivo mais rápido do computador, mas ele necessita de informações provenientes da memória que por sua vez é muito mais lenta do que o processador. Desta forma para que o processador não perca muito tempo ficando ocioso foi inserida uma memória menor dentro do processador e que trabalhe a uma velocidade mais próxima da CPU ou equivalente, esta é a CACHE do processador. Atualmente existem 3 níveis de memória Cache no processador com velocidades e tamanhos diferentes. A memória cache tem por finalidade aumentar a velocidade de recuperação de uma informação necessária ao processador, diminuindo assim o seu tempo ociosidade. 1.1 CPU O processador, também chamado de CPU (central processing unit), é o componente de hardware responsável por processar dados e transformar em informação. Ele também transmite estas informações para a placa mãe, que por sua vez as transmite para onde é necessário (como o monitor, impressora, outros dispositivos). A placa mãe serve de ponte entre o processador e os outros componentes de hardware da máquina. Outras funções do processador são fazer cálculos e tomar decisões lógicas. Algumas características do processador em geral: Frequência de Processador (Velocidade, clock). Medido em hertz, define a capacidade do processador em processar informações ao mesmo tempo. Cores: O core é o núcleo do processador. Existem processadores core e multicore, ou seja, processadores com um núcleo e com vários núcleos na mesma peça. Cache: A memória Cache é um tipo de memória auxiliar, que faz diminuir o tempo de transmissão de informações entre o processador e outros componentes Potência: Medida em Watts é a quantia de energia que é consumida por segundo. 1W = 1 J/s (Joule por segundo) A Evolução dos processadores é surpreendente. A primeira marca no mercado foi a INTEL, com o a CPU 4004, lançado em 1970. Este CPU era para uma calculadora. Por isto, muitos dizem que os processadores começaram em 1978, com a CPU 8086, também da Intel. 1.1.1 O QUE É ULA? ULA é a sigla para Unidade Lógica Aritmética. Trata-se do circuito que se encarrega de realizar as operações matemáticas requisitadas por um determinado programa. Processadores atuais possuem outra unidade para cálculos, conhecida como Unidade de Ponto Flutuante. Essa, por sua vez, serve para trabalhar com números enormes, de 64, 128 bits, por exemplo. 1.1.2 UNIDADE DE CONTROLE O termo “cérebro eletrônico” está longe de classificar e resumir o funcionamento de um processador. No entanto, a Unidade de Controle é o que há de maispróximo a um cérebro dentro do processador. Esse controlador define o regime de funcionamento e da ordem às diversas tarefas do processador. cuja função é a mesma da tabela de controle da Máquina de Turing universal: buscar um programa na memória, instrução por instrução, e executá-lo sobre os dados de entrada. 1.1.3 REGISTRADORES Os registradores são a memória do processador. Você já entendeu que este microchip altamente especializado recebe dados e os processa, num regime de entrada e saída de informação que faz com que o computador, o tablet, o videogame, o https://www.infoescola.com/informatica/memoria-cache/ https://www.infoescola.com/wp-content/uploads/2011/01/corei7.jpg Professor: João Paulo Colet Orso Turma: PM PR INFORMÁTICA Data: 02/07/2020 MUDE SUA VIDA! 5 GPS, a TV, enfim, todo equipamento eletrônico funcione. Para "saber" o que fazer com os dados, contudo, o processador precisa de instruções. É isso que está armazenado neste tipo de memória chamada de Registrador: diversas regras que orientam a ULA a calcular e dar sentido aos dados que recebe. Memory Management Unit (MMU) O Memory Management Unit (MMU) é o responsável pela coordenação do funcionamento da memória. O processador só pode ser rápido se a memória RAM acompanhar. O MMU é o recurso que transforma as instruções lógicas (virtuais) em endereços físicos nos bancos de memória. O processador varre a memória atrás de dados e instruções e o MMU é o recurso que anota onde cada informação do sistema está hospedada na memória. É ele que diz onde o processador deve procurar. 1.1.4 CACHE Entenda como o espaço onde as instruções podem ser armazenadas dentro do processador funciona: Dado o volume de trabalho que a CPU enfrenta, neste espaço são alocadas informações constantemente requisitadas. Ivy Bridge, da Intel Isso é feito como forma de ganhar tempo: armazenadas no processador, esses dados estão rapidamente acessíveis e não é necessário executar uma varredura em disco ou na RAM para buscar as informações. 1.1.5 IMPORTÂNCIA DO CLOCK Ter mais ou menos Hertz significa o quanto o processador troca dados com o sistema. O processador que oferece 2.0 GHz pode realizar 2 bilhões de ciclos por segundo. O circuito clock, que mede os ciclos e orienta o ritmo do fluxo de troca de informações no processador, é um dos principais critérios para estabelecer a velocidade do processador. Vale ressaltar, no entanto, que outros pontos entram nesta conta, como interface de memória, quantidade de cache, arquitetura, entre outros. 1.1.6 APLICAÇÕES Existem vários tipos de processadores e cada tipo de aplicação requer um determinado tipo de processador. É o caso dos nossos computadores, que usam os x86. Dispositivos compactos e com menos tipos de aplicações usam diferentes tipos de processadores. O celular, independentemente do nível de sofisticação, usa um processador SoC (sigla para System on a Chip: sistema em um chip). Isso significa que o processador em questão agrega diversos outros recursos, como chip de rádio, conectividade, processador gráfico e outros. Basicamente, qualquer chip que controle algum hardware é um processador. Ele recebe dados, endereça-os e os devolve processados. Uma placa de rede, um adptador Bluetooth e mesmo um pen drive possuem controladores. 1.1.7 GPUS E PARALELISMO Isso explica por que os mais recentes supercomputadores são construídos adotando clusters de GPUs. Embora não sejam páreo no processamento lógico das CPUs, os processadores gráficos são ideais para um grande volume de dados. 1.1.8 LEI DE MOORE Até meados de 1965 não havia nenhuma previsão real sobre o futuro do hardware, quando Gordon E. Moore fez sua profecia, na qual o número de transistores dos chips teria um aumento de 100%, pelo mesmo custo, a cada período de 18 meses. Essa profecia tornou-se realidade e acabou ganhando o nome de Lei de Moore.
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