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ARQUITETURA DE COMPUTADORES Anatomia do Computador Carlos Mágno CAMPUS GARANHUNS • AVALIAÇÃO • 1 – Anatomia Computador • 2 – Unidades de Medida e Eletrônica • 2.1 - Sistemas de Numeração • 3 – Processadores • 4 – Barramentos • 5 – Memórias • 6 – Discos • 7 – Placa Mãe • 8 – Fontes Eletricidade • 9 – Impressoras Arquitetura de Computadores - Mágno 2 PAUTA • 1ª UNIDADE • EXERCÍCIOS/TRABALHO (1 PTS) • PROVA ESCRITA (10 PTS) • 2ª UNIDADE • EXERCÍCIOS/TRABALHO (1 PTS) • PROVA ESCRITA (10 PTS) • 3ª UNIDADE • EXERCÍCIOS/TRABALHO (2 PTS) • PROVA ESCRITA (10 PTS) • 4ª UNIDADE • EXERCÍCIOS/TRABALHO (1 PTS) • PROVA SEMINÁRIO (7 PTS) • PROVA ESCRITA (3 PTS) Arquitetura de Computadores - Mágno 3 AVALIAÇÃO Arquitetura de Computadores - Mágno 4 1 - Anatomia do Computador Arquitetura de Computadores - Mágno 5 Computador, micro, PC • Surgiu em 70, Abreviatura de Personal Computer (Computador Pessoal); • Nos anos 80, IBM lançou o IBM PC; • São comumente conhecidos como Microcomputadores ou Micros. Arquitetura de Computadores - Mágno 6 Processador Arquitetura de Computadores - Mágno 7 Processador • Um dos componentes mais importante (cérebro). É acoplado à placa mãe e se conecta, direta ou indiretamente, a todo componente da mesma. Uma das funções é interpretar e executar as instruções fornecidas pelos programas (software). • Quanto mais rápido o processador executar essas instruções, mais rápido será a execução dos programas. Arquitetura de Computadores - Mágno 8 Processador • Exemplos: Pentium, K6, Core 2, Core i3, i5 e i7, Duron, Atholon XP, Sempron, Opteron, Itanium e Xeon; • Composto por UC, ULA, Registradores e Memória Cache. Arquitetura de Computadores - Mágno 9 Memória RAM Arquitetura de Computadores - Mágno 10 Memória RAM • É o componente responsável pelo armazenamento, temporário ou não, de programas (instruções) e dados. Conhecido também como memória principal. É um dispositivo encarregado de armazenar e guardar informações usadas pelo processador. • Para que um Programa ser executado, necessita inicialmente ser carregado na memória. Os próprios Dados também precisam estar na memória. Arquitetura de Computadores - Mágno 11 Memória RAM • RAM - Memória de Acesso Aleatório; • Volátil - Dados são apagados quando o equipamento é desligado; • Medida em MB ou GB • Por exemplo, 1 GB = 1 bilhão de bytes e cada byte é uma unidade de memória capaz de armazenar, por exemplo, uma caractere (letra, número ou símbolos). Arquitetura de Computadores - Mágno 12 Memória RAM • Em 1994, os PCs tinham 4MB ou 8MB de memória. • Em 2005, eram pouco com 256 MB • Por exemplo, Windows XP - no mínimo 128MB, pois só o Sistema Operacional ocupa aproximadamente 100MB. Arquitetura de Computadores - Mágno 13 Memória RAM • Windows 7, 8 e 10- 1GB de memória RAM (32bits) e 2GB (64bits) • 32bits ou 64bits, Qual utilizar? Arquitetura de Computadores - Mágno 14 Memória RAM • SISTEMAS OPERACIONAIS LINUX • Ubuntu - mínimo 512MB, recomendado 1GB. • Lubuntu - mínimo 256MB Arquitetura de Computadores - Mágno 15 Memória RAM • É bom conhecer as unidades que medem capacidade de memória: kB (kbyte), MB (megabyte) e GB (gigabyte) • 1 kB = 1024 bytes • 1 MB = 1024 kB = 1.048.576 bytes • 1 GB = 1024 MB = 1.073.741.824 bytes Arquitetura de Computadores - Mágno 16 Disco Rígido (HD) Arquitetura de Computadores - Mágno 17 Disco Rígido (HD) • HD ATA (IDE) • HD SATA Arquitetura de Computadores - Mágno 18 Disco Rígido (HD) • É um disco rígido de superfície magnética instalado no gabinete. Corresponde a um sistema de armazenamento não volátil de alta capacidade, onde são gravados software e dados. Arquitetura de Computadores - Mágno 19 Disco Rígido (HD) • Diferença: • Velocidade e qualidade dos dados transferidos entre o armazenamento físico e o sistema operacional do computador; • Flexibilidade; • Desempenho • ATA: 133 MB/s de dados; • SATA: Primeira geração até 150 MB/s de velocidade, passando para 300 MB/s na SATA II e o máximo de 600 MB/s na SATA III. Arquitetura de Computadores - Mágno 20 Disco Rígido (HD) • Assim como a memória RAM, o disco rígido (ou HD) também armazena programas e dados; • Diferenças: • Tem uma capacidade de armazenamento muito maior; • Lenta em relação ao memória RAM; • Seus dados não são apagados quando o computador é desligado. Arquitetura de Computadores - Mágno 21 Disco Rígido (HD) • Portanto o disco rígido armazena de forma permanente todos os programas e dados existentes no computador. • 75 x 1.073.741.824 bytes = 80.530.636.800 bytes • Atualmente, podendo ser encontrados em GB, vale 1 bilhão de bytes. ou TB; Arquitetura de Computadores - Mágno 22 Disco Rígido (HD) Arquitetura de Computadores - Mágno 23 HD X SSD • HD – Disco fabricados com alumínio, vidro ou cerâmica, onde as informações são guardadas, Chamada platter, a peça é coberta por uma fina película de material magnético. No centro, fica um eixo que faz os discos girarem em alta velocidade – os modelos atuais mais comuns variam entre 5.400 e 7.200 RPMs (Rotações Por Minuto). • Outra parte importante do HD é o braço mecânico, em cuja extremidade se encontra uma cabeça com um conjunto de ímãs. Arquitetura de Computadores - Mágno 24 HD X SSD • SSD (“Solid-State Drive” (Unidade de Estado Sólido). • O dispositivo é todo formado por circuitos integrados e em seu interior não há partes móveis, o que o torna absolutamente silencioso, mais rápido e menos propenso a danos físicos do que o HD. • A maior parte dos SSDs atuais armazena os dados em células de memória flash, que também são do tipo não volátil. Arquitetura de Computadores - Mágno 25 HD X SSD Arquitetura de Computadores - Mágno 26 Placa Mãe Arquitetura de Computadores - Mágno 27 Placa mãe • Placa de circuito. Nela ficam localizados o processor, memória RAM e outros circuitos de grande importância. É uma dos hardware mais importante de um computador. Através dela o processador se comunica com os demais componentes e periféricos. • Um bom PC deve ter uma placa mãe de bom desempenho e boa qualidade; • Mainboard ou motherboard; Arquitetura de Computadores - Mágno 28 Placa mãe • FABRICANTES • ASUS/AsRock • ECS/PCChips • Gigabyte • MSI • Pcware • Pegatron • Megaware Arquitetura de Computadores - Mágno 29 Placa de Vídeo Arquitetura de Computadores - Mágno 30 Placa de Vídeo • É o componente responsável pelo processamento das imagens que serão exibidas no monitor. Determina a resolução e a quantidade de cores da imagem. Onboard (Integrada) ou Offboard (externa). • Imagens ou vídeos com mais detalhes, muito sofisticados e em alta velocidade, é necessário uma placa de vídeo mais avançada; Arquitetura de Computadores - Mágno 31 Placa de Vídeo • Placas-mãe possuem embutidos os circuitos de vídeo sofisticada (video onboard). • Geralmente, com desempenho modesto, inadequado para as aplicações que exigem imagens tridimensionais com alta qualidade e alta velocidade. Arquitetura de Computadores - Mágno 32 Placa de Vídeo • Vídeo onboard: adequado para aplicações mais simples, como edição de texto, acesso à Internet, e-mail, programas de apresentação, planilhas, bancos e dados, jogos 2D e até mesmo jogos 3D. • Saídas VGA, HDMI ou USB. Arquitetura de Computadores - Mágno 33 Placa de Vídeo • Principais fabricantes: • GeForce • AMD • Nvidia Arquitetura de Computadores - Mágno 34 Placa Fax-Modem Phone (Telefone) Line (Linha telefônica) Arquitetura de Computadores - Mágno 35 Placa Fax-Modem • É um dispositivo que permite que o computador transmita e receba dados para outros computadores, através de linha telefônica (acesso a Internet). • Modem onboard e modem externo. Arquitetura de Computadores - Mágno 36 Placa Fax-Modem Arquitetura de Computadores - Mágno 37 Placa Fax-Modem• Voice modens (com dois conectores adicionais, um para o microfone e um para alto-falante) utilizado para realizar ligações telefônicas ou como uma secretária eletrônica. Arquitetura de Computadores - Mágno 38 Placa Fax-Modem • O conceito de modem atualmente, é mais amplo. • Usados em conexões de banda larga para a Internet. Os dois principais tipos de banda larga são: ADSL (Ex: Velox) e a CABO (Ex: SKY, NET) • Nomeclaturas • Fax/modems • ADSL Modem e Cable Modem Arquitetura de Computadores - Mágno 39 Placa Fax-Modem • ADSL Modem e Cable Modem Arquitetura de Computadores - Mágno 40 Placa de Rede Com fio (Ethernet) Sem fio (WiFi) Arquitetura de Computadores - Mágno 41 Placa de Rede • É uma placa através da qual PCs próximos podem trocar dados entre si, através de um cabo apropriado. Ao serem conectados desta forma, dizemos que os PCs formam uma “rede local” (LAN, ou Local Area Network); • Compartilhar dados e impressoras; • Conectar o computador com a Internet através de banda larga. Arquitetura de Computadores - Mágno 42 Leitor de CD-ROM/DVD-ROM Arquitetura de Computadores - Mágno 43 Leitor de CD-ROM/DVD-ROM • Normalmente encontrado em novos computadores; • CD-ROM, com capacidade de 700 MB; • DVD-ROM, com capacidade de 4,7GB e 9,4GB • Programas são vendidos em CD/DVD; • Gravadores de CD/DVD. Arquitetura de Computadores - Mágno 44 Placa de Som/Áudio • É uma placa responsável por captar e gerar sons. • Se um micro tem som onboard com qualidade modesta, o usuário pode comprar e instalar uma placa de som de melhor qualidade, caso deseje mais realismo sonoro e alta fidelidade. Arquitetura de Computadores - Mágno 45 Placa de Som/Áudio Entrada analógica Entrada Microfone Saída Frontal Direita/Esquerda & Fones de ouvido Central / Subwoofer Saída Lateral Esquerda/ Direita Joystick 5.1 Canais (5 Canais + 1 Subwoofer) Arquitetura de Computadores - Mágno 46 Placa de Som/Áudio 5.1 Canais (5 Canais + 1 Subwoofer) Arquitetura de Computadores - Mágno 47 Monitor 1981 - PADRÃO CGA DA IBM Arquitetura de Computadores - Mágno 48 Monitor CRT LCD ou LED Arquitetura de Computadores - Mágno 49 Monitor • Fabricantes: • Acer • ASUS • AOC • Apple • BenQ Corporation • Dell, Inc • Hewlett-Packard • LG Electronics • Grupo Samsung Arquitetura de Computadores - Mágno 50 Teclado, Gabinete e Mouse Arquitetura de Computadores - Mágno 51 Impressora e Scanner Arquitetura de Computadores - Mágno 52 Fonte Arquitetura de Computadores - Mágno 53 Interfaces PS2 Teclado Vídeo DVI Vídeo HDMI 4x USB 2.0 2x USB 3.0 Áudio PS2 Mouse Vídeo VGA 2x USB 3.0 Rede Ethernet (RJ45) Arquitetura de Computadores - Mágno 54 Modelo de arquitetura Von Neumman • É uma arquitetura de computador que se caracteriza pela possibilidade de uma máquina digital armazenar seus programas na mesma memória que os dados. • Esta arquitetura é um projeto modelo de um computador digital de programa armazenado que utiliza: • uma unidade de processamento (Processador/CPU), e • uma unidade de armazenamento (Memória RAM) para comportar, respectivamente, instruções e dados. Arquitetura de Computadores - Mágno 55 Arquitetura Mínima de um PC Memória RAM Processador Dispositivos de saída Dispositivos de entrada Unidade de Controle (UC) Unidade Lógica e Aritmética (ULA) Arquitetura de Computadores - Mágno 56 Arquitetura Mínima de um PC Memória RAM Processador Dispositivos de entrada Dispositivos de saída ... ... Arquitetura de Computadores - Mágno 57 Modelo de arquiteturas com chipsets Arquitetura anterior Processador Chipset Ponte Norte PCIe x16 Memória Vídeo Chipset Ponte Sul SATA IDE PCI FireWire USB Áudio Rede Porta Serial/Paralela Disquete Mouse PS2 Teclado PS2 PCIe Chips controladores integrados à placa mãe Arquitetura de Computadores - Mágno 58 Modelo de arquiteturas com chipsets Arquitetura atual Chips controladores integrados ao processador Chipset Ponte Sul SATA IDE PCI FireWire USB Áudio Rede Porta Serial/Paralela Disquete Mouse PS2 Teclado PS2 Processador PCIe x16 MemóriaVídeo PCIe Chips controladores integrados à placa mãe Arquitetura de Computadores - Mágno 59 Atividades 1. Descreva os componentes do computador, internos presentes no dentro do gabinete e externos que são acoplados (conectados) no gabinete? 2. Quais são as vantagens de se utilizar um computador na vida pessoal e profissional? 3. Pense em um profissão que use computador e depois descreva esta mesma profissão, sem o uso do mesmo. Arquitetura de Computadores - Mágno 60 Atividades 4. Acesse o CPUID.COM - baixar o CPU Z Trazer a configuração do seu computador: Nome e Core speed do Processador: Tipos e Tamanhos da CACHE: Fabricante da Placa-Mãe: Tipo e tamanho da Memória RAM: Tipo, clock e tamanho da memória da placa de vídeo: CPUID.COM Arquitetura de Computadores - Mágno 61 Atividades Arquitetura de Computadores - Mágno 62 Atividades Arquitetura de Computadores - Mágno 63 Atividades Arquitetura de Computadores - Mágno 64 Atividades Arquitetura de Computadores - Mágno 65 Atividades
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