caderno 5

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Conceitos Básicos 
de Arquitetura
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SST
Ancelmo, Jose Roberto
Conceitos Báscios de Arquitetura / Jose Roberto Ancelmo 
Ano: 2020
nº de p. : 12
Copyright © 2020. Delinea Tecnologia Educacional. Todos os direitos reservados.
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Conceitos Básicos de 
Arquitetura
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Apresentação
O processador é a peça de um PC que exerce influência no desempenho. Porém, há 
outros detalhes que fazem um computador ser mais veloz do que o outro, e entre 
eles está o clock, que veremos adiante. Para compreenderemos o desempenho de 
um computador, é necessário estudarmos a arquitetura de computadores. Neste 
momento, compreenderemos a representação de dados, as unidades de medidas 
computacionais, o modo de endereçamento e conjunto de instruções e a Lei de 
Boole.
Representação de Dados
Na representação de dados utilizamos bit e bytes. Vamos entender a diferença entre 
eles?
• Bit
BIT vem de BInary digiT, ou dígito binário.
É o componente básico da memória e conceitualmente é a menor unidade de 
informação.
Um bit, por convenção, pode assumir dois valores ou sentidos: 
1  ligado (ON) ou 0  desligado (OFF).
Fisicamente, ele pode ser implementado por qualquer componente que assuma 
apenas dois estados estáveis.
• Byte
É o agrupamento de 8 bits.
Normalmente, corresponde a um caractere: letra, dígito numérico, caractere de 
pontuação.
Com um byte é possível representar até 256 símbolos diferentes.
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Você sabe o que significa “palavra de memória”? É a quantidade de bits que o 
computador lê ou grava em uma única operação (podendo ser tanto dados quanto 
instruções). O tamanho da palavra de memória pode variar de computador para 
computador, e é determinado pela quantidade de memória física disponível para 
armazenamento.
Em computadores desktop, as palavras são representadas na forma de 32 ou 64 
bits. O tamanho de uma palavra de memória sempre é um número múltiplo de 8 
(lembrando que 1 byte = 8 bits).
Representação de bit e byte.
Fonte: Plataforma Deduca (2020).
Na tabela ASCII, o caractere é a unidade básica de armazenamento na maioria dos 
sistemas computacionais. O armazenamento de caracteres (letras, números e/ou 
símbolos) é feito por uma codificação no sistema, em que ficou convencionado que 
certos conjuntos de bits representam certos caracteres.
São três os códigos de representação de caracteres bastante utilizados: ASCII, 
EBCDIC e UNICÓDIGO.
ASCII (American Standard Code for Information Interchange) é o código utilizado 
pela maioria dos microcomputadores e em alguns periféricos de equipamentos de 
grande porte.
EBCDIC (Extended Binary Coded Decimal Interchange Code)
Exemplo: Caracteres EBCDIC ASCII
 A 1100 0001 10100001
 Z 1110 1001 10111010
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UNICÓDIGO (ou Unicode) é o código que utiliza dois bytes para representar mais 
de 65 mil caracteres ou símbolos. Permite intercambiar dados e programas 
internacionalmente.
Unidades de medidas computacionais
• Bases e sistemas de numeração 
Podemos afirmar que a forma mais utilizada para a representação numérica é a 
notação posicional. 
Segundo Monteiro (2007), na notação posicional, os algarismos componentes de 
um número assumem valores diferentes, conforme sua posição relativa nele. O valor 
total do número é a soma dos valores relativos de cada algarismo. Dependendo do 
sistema de numeração escolhido, a quantidade de algarismos que o compõem é 
denominada base. 
Sendo assim, a partir do conceito de notação posicional, torna-se possível a 
conversão entre as diferentes bases, principalmente da decimal para a binária. 
Vamos analisar o conceito de notação posicional, apresentado por Monteiro (2007, 
p. 29-30).
A notação posicional é uma consequência da utilização dos numerais 
hindu-arábicos. Os números romanos, por exemplo, não utilizam a notação 
posicional. Desejando efetuar uma operação de soma ou subtração, basta 
colocar um número acima do outro e efetuar a operação desejada entre 
os numerais, obedecendo a sua ordem. A civilização ocidental adotou um 
sistema de numeração que possui dez algarismos (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 e 
9), denominado de sistema decimal. A quantidade de algarismos de um 
dado sistema é chamada de base; portanto, no sistema decimal a base 
é 10. O sistema binário possui apenas dois algarismos (0 e 1), sendo que 
sua base é 2.
Os computadores atuais processam a informação por bits (caractere). Um bit é 
a menor unidade de um sistema digital e pode assumir os valores de 0 ou 1. O 
ajuntamento de 8 bits forma um byte (palavra) e pode armazenar um valor numérico 
de 0 a 255 ou representar uma palavra. Para medir o tamanho dos dispositivos de 
E/S, tais como memórias, unidade de discos, arquivos e banco de dados diversos, a 
unidade básica de medida é o byte.
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Byte.
Fonte: Plataforma Deduca (2020).
Em um sistema de computação, é muito importante verificar a capacidade de 
armazenamento, seja de um dispositivo ou arquivo pois, quando realizamos uma 
ação em nosso computador, um arquivo é gerado e pode ser guardado para uso 
posterior. Quando isso acontece, um espaço é ocupado. Daí termos especial atenção 
na capacidade de memória e da unidade de disco num sistema. 
Cada conjunto de 8 bits forma o byte, o qual corresponde a um caractere, seguindo o 
código binário:
1 0 0 1 0 1 1 0
Diante desse contexto, podemos nos perguntar: por que 1 Kb 
equivale a 1024 bytes?
Reflita
Nos exemplos do nosso cotidiano, tais como vendas por quilo ou litro, a estrutura 
numérica é construída sobre a base 10, na qual tudo o que é elevado à terceira 
potência atinge o milhar exatamente com 1000 unidades.
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Mas, quando falamos em bytes, grupos de 8 bits, não estamos falando em base 10, 
mas sim em uma estrutura alicerçada no correspondente código binário, ou seja, na 
base 2, nos dois níveis dos dados que o computador detecta, chamados de 0 e 1. 
Sendo assim, quando queremos um quilo de bytes (Kilobytes), temos que elevar 
essa base a algum número inteiro, até conseguir atingir o milhar. Mas não existe um 
número inteiro possível que consiga atingir exatamente o valor de 1.000. Então, ao 
elevarmos a base 2 à décima potência, teremos 1024. 
Com esse raciocínio, agora podemos entender a tabela a seguir:
Comparativo das medidas de armazenamento de dados
Medida Sigla Caracteres
BYTE 20 1 (8 BITS) 1 BYTE
KILOBYTE KB 210 1.024 1.024 BYTES
MEGABYTE MB 220 1.048.576 1.024 KBYTES
GIGABYTE GB 230 1.073.741.824 1.024 MBYTES
TERABYTE TB 240 1.099.511.627.776 1.024 GBYTES
PENTABYTE PB 250 1.125.899.906.842.624 1.024 TBYTES
HEXABYTE HB 260 1.152.921.504.606.846.976 1.024 PBYTES
YOTABYTE YB 280 1.208.925.819.614.630.000.000.000 1.024 HEXABYTE
Fonte: Elaborada pelo autor (2020).
Portanto, quando se diz que um disco rígido tem capacidade de armazenamento de 
5,3 Gb, são armazenados aproximadamente 5 milhões e 500 mil caracteres.
Vamos entender um pouco sobre Hertz ou Mega-hertz e RPM.
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• Hertz ou (Hz) ou Mega-hertz (MHz)
A velocidade de um processador se mede em função da velocidade do seu relógio, 
em frequência Hertz (Hz) ou Mega-hertz (MHz). A frequência corresponde ao 
número de ciclos por segundo. 
A frequência interna do relógio do processador varia de um para outro, sendo 
comuns as velocidades entre 2 MHz e 3200 MHz (3.2 GHz).
Essa medida de velocidade não é relacionada ao número de instruções (dados) 
que o processador realiza por segundo numa solicitação. Cada instrução (dado) é 
feita em um número específico de ciclos de leitura e escrita,o que torna impossível 
determinar com exatidão o número de instruções realizadas em um segundo. 
Existem instruções (dados) que são realizadas em um único ciclo de relógio (clock 
processador), enquanto outras demoram várias dezenas. Frequentemente, quanto 
mais ciclos por segundo mais rápido as instruções serão encaminhadas.
O clock é a velocidade na qual o processador atua em um sinal de 
sincronismo. O pulso clock é quando os equipamentos recebem 
sinal para efetuar determinadas atividades. A medição dele é feita 
em hertz (Hz).
Atenção
Observe o comparativo das instruções por ciclo e velocidade na tabela que segue.
Comparativo das instruções por ciclo e velocidade
Instruções por Ciclo Velocidade Processador Média de Segundos
80000 800 MHZ 1 MIN E 40 SEGS.
80000 3000 MHZ (3.0 GHZ) 26 SEGS.
Fonte: Elaborada pelo autor (2020).
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Nessa tabela, imagine uma instrução que precise de 80.000 ciclos para se completar, 
sendo executada em dois computadores com processadores de velocidades 
diferentes. 
• RPM – Rotações Por Minuto
Característica encontrada, por exemplo, no Hard Disk HD de 1TB / 7200 RPM.
O RPM (rotações por minuto) é a velocidade na qual os discos internos do disco 
rígido (hard disk) giram. Quanto maior a velocidade, menor será o tempo para gravar 
ou ler informações no disco, fazendo com que seu computador possa acessar esses 
dados de modo mais rápido.
Modo de endereçamento e conjunto 
de instruções e a Lei de Boole
Sobre o modo de endereçamento e conjunto de instruções, temos que:
Instrução
Conjunto de bits devidamente codificados, que indica ao computador que 
sequência de micro operações ele deve realizar. 
Classificação
Semelhança de propósito e formato. As mais comuns são: transferência de 
dados, aritméticas e lógicas.
Conjunto de instruções
É o conjunto de todas as instruções que um computador reconhece e pode 
realizar (equivalente ao conjunto de palavras reservadas em uma linguagem 
de alto nível).
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Programa 
Qualquer sequência finita de instruções de um determinado conjunto de 
instruções. 
Modos de endereçamento
São as diversas formas de endereço de um operando, somadas às diversas 
formas de desvio.
Lógica de Boole 
Assim como descreve Tanenbaum (2013), para descrever os circuitos que podem 
ser construídos combinando portas, é necessário um novo tipo de álgebra, no qual 
variáveis e funções podem assumir somente os valores 0 e 1.
Essa álgebra é denominada Álgebra Booleana, nome que se deve ao seu descobridor, 
o matemático inglês George Boole (1815-1864).
George Boole foi um autodidata que criou o sistema algébrico, composto por 
estruturas algébricas com propriedades essenciais para operadores lógicos e 
conjuntos. Os computadores trabalham com essa numeração binária, ou seja, 
na lógica de 0 e 1. A álgebra booleana é semelhante à álgebra convencional 
que conhecemos e estuda as relações entre as variáveis lógicas, que podem 
assumir apenas um estado entre “0” e “1”. A álgebra booleana pode realizar 
operações lógicas com suas variáveis do mesmo modo que a lógica convencional, 
diferenciando-se pelo fato de o resultado incidir sobre as variáveis, portanto, 
constituindo operações lógicas. 
Uma das formas mais simples de analisar e entender as operações da lógica 
booleana é por meio da Tabela Verdade, lista dos possíveis resultados da operação. 
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Ela pode ser obtida pelas combinações possíveis de todos os valores dos 
operandos. Cada operando pode assumir o valor “verdadeiro” ou “falso”. 
Veja como é fácil construir uma Tabela Verdade. 
Operações lógicas – Tabela Verdade. 
OPERADOR
COMO SE CHAMA 
A PROPOSIÇÃO 
COMPOSTA
SÍMBOLO
TABELA-
VERDADE
e CONJUNÇÃO p^q
SÓ SERÁ VERDADEIRO 
QUANDO AMBOS “P” E 
“Q” FOREM V AO MESMO 
TEMPO
ou DISJUNÇÃO p V q
SE PELO MENOS UM, “P” 
OU “Q”, FOR V ENTÃO 
SERÁ VERDADEIRO.
se... então... CONDICIONAL p  q
SÓ SERÁ FALSO QUANDO 
“P” FOR V ENTÃO E “Q” 
FOR F
se e somente se BICONDICIONAL p  q
SÓ SERÁ VERDADEIRO 
QUANDO “P” E “Q” 
FOREM V AO MESMO 
TEMPO OU QUANDO 
FOREM F AO MESMO 
TEMPO.
ou (exclusivo) DISJUNÇÃO EXCLUSIVA p V q
PARA SER VERDADEIRO 
QUANDO UM FOR V O 
OUTRO TERÁ QUE SER F
Fonte: Elaborado pelo autor (2020).
Fechamento
Chegamos ao final do estudo sobre os conceitos básicos de arquitetura de 
computadores, e compreendemos a representação de dados como o bit e o byte, 
vitais para a representação do caractere computacional. Vimos que o bit é a unidade 
básica de armazenamento na maioria dos sistemas computacionais. Além disso, foi 
possível desenvolver os sistemas computacionais, suas representações de medidas 
computacionais, bem como o modo de endereçamento e conjunto de instruções e a 
Lei de Boole, essenciais para o funcionamento computacional.
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Referências
MONTEIRO, M. A. Introdução à Organização de Computadores. Rio de Janeiro: LTC, 
2007.
TANENBAUM, A. S. Organização estruturada de computadores. 6. ed. São Paulo: 
Pearson, 2013.
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Arquitetura e Classificação 
dos Sistemas de Computação
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Ancelmo, Jose Roberto
Arquitetura e Classificação dos Sistemas de Computa-
ção / Jose Roberto Ancelmo 
Ano: 2020
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Arquitetura e Classificação 
dos Sistemas de 
Computação
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Apresentação
Neste tópico, estudaremos a definição de arquitetura computacional e, para 
isso, veremos a arquitetura de máquinas de Von Neumann (ou modelo de Von 
Neumann), seus elementos, dispositivos, instruções e como os componentes estão 
interconectados. Por fim, veremos a classificação dos sistemas de informação e os 
principais componentes de um sistema de informação.
O que é arquitetura de 
computadores?
A arquitetura de computadores está relacionada ao projeto conceitual da estrutura 
organizacional de um computador. Nela, estudamos os requisitos necessários para 
que um computador funcione e como organizar os diversos componentes para obter 
os melhores desempenhos.
Para que você compreenda melhor esse conceito, também falaremos sobre:
• o Modelo Von Neumann;
• o suporte ao sistema operacional, enfocando suas características gerais; 
• a aritmética computacional, que detalha o processador com um debate sobre 
aritmética de computadores. Os processadores são fornecidos pelo suporte 
de duas formas de aritmética de números inteiros, números de pontos fixos e 
a aritmética de ponto flutuante; 
• o conjunto de instruções, o olhar do programador: a forma de compreender a 
operação é o conhecimento do conjunto de instruções que ele executa; 
• o exame das possíveis formas de endereçamento; 
• a organização global de um processador, a unidade de controle, conjunto de 
registradores (UCLA); posteriormente discutiremos a organização de seu con-
junto de registradores; 
• os Computadores RISC, uma das formas mais importantes e inovadoras da 
organização de computadores e sua arquitetura de computadores com um 
conjunto mais reduzido de instruções. 
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Um processador CISC (Complex Instruction Set Computer ou 
“computador com um conjunto complexo de instruções”) é capaz 
de executar centenas de instruções complexas diferentes, sendo 
extremamente versátil. Exemplos de processadores CISC são 
o x86 e x64, que usam CISC na superfície e RISC no seu núcleo 
(HARDWARE.COM.BR, 2007).
Curiosidade
Os computadores baseados em RISC têm seu desempenho aumentado, fazendo 
com que as arquiteturas anterioresou acompanhem esse padrão ou desapareçam. 
As inovações de hardware levaram ao renascimento do projeto de computadores, 
inovando também sua arquitetura. Chamamos essa evolução de “renascimento do 
projeto de computadores”.
Esse renascimento do hardware impactou o desenvolvimento de software e permitiu 
aos programadores trocarem o desempenho pela produtividade. 
Em vez de utilizarem linguagens orientadas para o desempenho, como C e C++, 
programadores podem utilizar linguagens, como Java e C#, além das linguagens 
script, como Javascript, que são mais rentáveis e estão ganhando mais produtividade. 
Logo, esse aperfeiçoamento resultou no desenvolvimento das mais variadas 
características, implementadas com diferentes padrões, conhecidos como 
computador de gabinete. 
Projeto de computador.
Fonte: Plataforma Deduca (2020).
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A arquitetura de computadores diz respeito a uma série de fatores e atributos que 
um programador deve conhecer para projetar ou programar o computador. Nesse 
sentido, a tarefa de um projetista laborioso é aplicar as propriedades para um novo 
modelo de computador. Isso porque ele deve colocar na ponta do lápis fatores 
que aumentem o desempenho e melhorem a qualidade dele, levando em conta a 
restrição de custos, potência e disponibilidade (HENESSY; PATTERSON, 2014). 
Como vimos, a arquitetura de computadores é a técnica de projetar e elaborar o 
computador em si. O bom funcionamento de um programa se deve à combinação 
entre a exatidão dos algoritmos usados nele. Os programas de software podem 
transcrever as instruções que o hardware está fazendo no momento. Essa é uma das 
perfeições que o computador tem na comunicação de um software com o hardware. 
Arquitetura de Máquinas Von 
Neumann
O método de arquitetura de computadores, conhecido como Modelo de Von Neumann, 
é uma forma de organização dos componentes de um sistema computacional, 
baseado na disposição deles, alinhados para proporcionar um melhor aproveitamento 
do projeto computacional. Esse arranjo permite que os dispositivos de E/S se 
comuniquem de forma precisa e rápida com as memórias e o processador. 
Esse modelo proposto por Von Neumann está baseado em três características: 
a. Os dados e as instruções ficam armazenados no mesmo espaço de memória, 
não existindo conflitos entre ambos.
b. Cada espaço de memória tem um endereço físico, o qual será utilizado para 
identificar a posição de um determinado conteúdo ou dado.
c. As instruções são executadas de forma sequencial, uma a uma, determinada 
pelo UC (Unidade Controle).
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Exemplo de estrutura de sistema computacional.
Fonte: Plataforma Deduca (2020).
O modelo de arquitetura de computadores proposto por Von Neumann foi 
amplamente aceito, sendo utilizado nos projetos de praticamente todos os tipos de 
computadores modernos. De uma forma geral, o modelo de Von Neumann ratificou a 
divisão entre dois conceitos importantes: o hardware e o software. 
O projeto conceitual de computador digital proposto por ele se utiliza do conceito de 
programa armazenado na memória principal, com os dados que serão manipulados 
ou analisados, ou seja, utiliza-se de uma sequência ordenada e lógica de instruções 
que conhecemos como software, independentemente do hardware utilizado.
A arquitetura de computadores, modelo Von Neumann, é composta por: 
• memória principal; 
• CPU, que contém os registradores, a Unidade Aritmética e Lógica (ULA) e a 
Unidade de Controle (UC); 
• dispositivos de entrada e saída (E/S) para comunicação com o meio externo. 
A figura a seguir demonstra como estão interconectados os componentes ou 
dispositivos do modelo de Von Neumann. Esses dispositivos se comunicam por 
meio do barramento (meio físico), que opera a velocidades altas, interconectando os 
principais componentes do modelo.
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Arquitetura de máquinas Von Neumann
 
Fonte: Elaborada pelo autor (2020).
As máquinas não Von Neumann são aquelas que não se enquadram na definição 
de máquinas Von Neumann. Essa categoria é ampla, incluindo sistemas 
computacionais como: 
• Máquinas paralelas: várias unidades de processamento executando progra-
mas de forma cooperativa, com controle centralizado ou não.
• Máquinas de fluxo de dados: aquelas que não executam instruções de um 
programa, mas podem realizar operações de acordo com a disponibilidade 
dos dados envolvidos.
• Redes neurais artificiais: trabalha com um modelo no qual os resultados são 
gerados a partir de respostas a estímulos de entrada.
• Processadores sistólicos (VLSI): o processamento acontece por meio da 
passagem de dados por arranjo de células de processamento, executando 
operações básicas, organizadas de modo a gerar o resultado desejado.
O design de uma máquina de arquitetura de Von Neumann é mais simples que 
a máquina de arquitetura de Harvard, que também é um sistema de programa 
armazenado, mas que tem um conjunto dedicado de barramentos de endereços que 
servem para ler os dados e posteriormente armazená-los na memória. 
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Classificação de Sistemas de 
Computação
Quando se deseja ter um sistema de computação para alguma atividade, há várias 
opções: 
• computadores de gabinete; 
• estações de trabalho; 
• notebooks; 
• computadores de grande porte; 
• supercomputadores.
Os microcomputadores surgiram em 1974 com o advento de microprocessadores, 
que são todos os itens de um computador em uma pastilha. Essa denominação foi 
dada por conta do tamanho e da capacidade de processar informações. O modelo 
para montagem era chamado ALTAIR e utilizava processador Intel 8080. Após esse 
modelo, outros tipos começaram a ser comercializados. 
Computadores são máquinas planejadas para atender concomitantemente à 
demanda de vários programas e usuários. O potencial de suportar vários usuários e 
programas se deve à velocidade de processamento e à capacidade de velocidade da 
memória. 
Computadores de grande porte são sistemas planejados para manipular um número 
amplo de dados e executar ao mesmo tempo muitos usuários. Ele é planejado para 
realizar grandes cálculos matemáticos em tempo real ou o mais rápido possível, 
sendo que atualmente desenvolve-se computadores quânticos, utilizando-se q-bits. 
Principais componentes de um sistema de 
computação 
Os componentes de um microcomputador podem se dividir em duas partes: 
hardware e software. 
O hardware do computador diz respeito às partes físicas ou aos componentes de um 
computador, como monitor, teclado, armazenamento de dados do computador, placa 
gráfica, placa de som e placa mãe. 
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O hardware é conduzido pelo software para executar qualquer comando ou 
instrução. Uma combinação de softwares forma um sistema de computação 
utilizável. 
O modelo de todos os computadores modernos é baseado na arquitetura de Von 
Neumann, detalhada em 1945 pelo matemático húngaro John Von Neumann. Isso 
descreve uma arquitetura de design de um computador digital eletrônico com 
subdivisões de uma unidade de processamento, consistindo em uma unidade lógica 
aritmética e registradores do processador. Ou seja, uma unidade de manipulação 
obtendo um registro de instruções e um contador de programa, uma memória para 
armazenar dados e instruções de armazenamento externo e mecanismos de entrada 
e saída. 
O termo evoluiu para transcrever os programas de computadores armazenados e 
que estão em constante busca de informações de dados que podem ocorrer ao 
mesmo tempo, porque eles são compartilhados em um barramento comum. 
Dentre os elementos de hardware, temos: impressora, scanner, ventilador, disco 
rígido, processador, mouse, RAM, placa-mãe e teclado. Veja alguns desseselementos na figura a seguir.
Exemplos de hardware.
Fonte: Plataforma Deduca (2020).
De modo genérico, software é uma entidade que se encontra em constante estado 
de mudança, que ocorre pela necessidade de corrigir erros existentes no software ou 
de adicionar novos recursos e funcionalidades a ele. 
O software faz parte de um sistema que consiste em dados ou instruções de 
um computador, em contraste com hardware físico a partir do qual o sistema foi 
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criado. Ele inclui programas de computador, bibliotecas e dados informáticos. Os 
sistemas operacionais mais usados atualmente são Windows, Linux e Mac OS. Há 
muitos tipos de software de sistemas, porém os mais importantes são o sistema 
operacional e o compilador. O sistema operacional promove a interface entre o 
programa e o cliente; e o hardware disponibiliza essa interação. 
Boa parte dos softwares está escrito em linguagem de programação de alto nível, 
mais eficiente para os programadores usarem, porque está mais próxima da 
linguagem humana. 
O software também pode ser escrito em uma linguagem de baixo nível, que 
apresenta uma correspondência forte com as instruções do idioma da máquina 
do computador. Exemplos de software: Word, Power Point, Internet Explorer, 
Calculadora, Paint. 
Os compiladores realizam uma função indispensável: traduzir um programa em 
uma linguagem refinada, como C ou Java, em mecanismos que o hardware possa 
executar. 
Com o tempo, uma série de linguagens de alto nível foi criada. O objetivo delas era 
fazer com que os humanos pudessem escrever comandos para os computadores de 
forma mais confortável. Um programa chamado compilador ficaria responsável por 
traduzir a linguagem de montagem para a linguagem da máquina. 
Fechamento
Nesse estudo, compreendemos o conceito de arquitetura computacional através 
do entendimento da organização de um padrão computacional pelo modelo de Von 
Neumann. Por fim, vimos que um sistema computacional é dividido em hardware e 
software, e esses componentes são essenciais para o funcionamento de um sistema 
computacional.
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Referências
HARDWARE.COM.BR. Processadores RISC X Processadores DISC. Hardware.com.
br, 14 jul. 2007. Disponível em: https://www.hardware.com.br/artigos/risc-cisc/. 
Acesso em: 5 out. 2020.
HENESSY, J. L.; PATTERSON, D. A. Arquitetura de computadores: uma abordagem 
quantitativa. 5. ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2014.
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Conceitos Básicos de 
Arquitetura de Computadores 
em Relação à Entrada 
e Saída (E/S)
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SST
Ancelmo, Jose Roberto
Conceitos Básicos de Arquitetura de Computadores em 
Relação à Entrada e Saída (E/S) / Jose Roberto Ancelmo
Ano: 2020
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Conceitos Básicos de Arquitetura 
de Computadores em
3
Relação à Entrada e Saída (E/S)
Apresentação
Em nosso estudo, compreenderemos os conceitos básicos da arquitetura de 
computadores em relação ao processo de entrada e saída, como o acesso direto 
à memória (DMA), os barramentos síncronos e assíncronos e a arbitragem de 
barramento.
Entrada e Saída (E/S)
O processo de entrada e saída (E/S) visa compartilhar informações ou adquiri-las 
dos computadores. Alguns deles se utilizam de uma organização de E/S com uma 
ou mais CPUs, memória e um ou mais controladores de E/S, denominados “canais 
de dados”. 
Assim que a CPU realiza uma entrada, ela dispara um programa especial em um 
dos canais e informa-lhe para executá-lo. Desse modo, o canal utiliza toda a E/S da 
memória principal, liberando a CPU para fazer outras tarefas. Ao executar a tarefa, o 
canal de dados interrompe a CPU para concluir a operação.
Modernos desktops usam uma estrutura mais simplificada, consistindo em um 
único barramento, interligando-se à CPU, à memória e aos dispositivos de E/S. Cada 
dispositivo de E/S apresenta duas partes: o controlador (componentes eletrônicos 
que fazem o controle do periférico) e o dispositivo propriamente dito. Sua função 
primordial é controlar seu dispositivo de E/S e gerenciar os acessos ao barramento 
pelo canal de dados. 
Como tipos de canais de dados, podemos citar os seletores, que 
se dedicam à transferência de dados com um único dispositivo por 
vez; e os multiplexadores, que transferem dados de/para vários 
dispositivos simultaneamente.
Atenção
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A ação desse controlador, que lê ou escreve um bloco de dados em uma posição de 
memória sem a interferência da CPU, é chamada acesso direto à memória – DMA, 
como você poderá ver na figura a seguir. 
Exemplo de Acesso Direto à Memória – DMA.
Fonte: Elaborada pelo autor.
Um mediador do barramento é utilizado quando a CPU e o controlador necessitam 
usar o barramento ao mesmo tempo. Geralmente, é dada a prioridade ao controlador 
de E/S.
Perda de ciclos ou dados ocorre quando um dispositivo solicita o barramento e a 
CPU já o está utilizando. Isso diminui a velocidade do computador ao realizar as 
tarefas.
Barramento síncrono e assíncrono
Um barramento é um meio físico elétrico compartilhado entre muitos dispositivos 
de E/S. O código do barramento estabelece as regras de funcionamento do próprio 
barramento, deixando que componentes dimensionados por terceiros possam ser 
anexados ao sistema.
Os dispositivos de E/S que iniciam as transferências pelo barramento são 
identificados como mestres. Os dispositivos de E/S que esperam por uma requisição 
são identificados como escravos, conforme você pode verificar no quadro a seguir.
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Conceituação de Mestre e Escravo.
CPU Memória Busca de instruções e dados
CPU E/S Início de transferência de dados
CPU Coprocessador Instruções de ponto flutuante
E/S Memória DMA
Coprocessador Memória Buscando operandos
Fonte: Elaborado pelo autor.
A maioria dos mestres de barramento está ligada a ele por meio de plaquinhas ou 
pastilhas, chamadas acionadores de barramentos (bus driver), que são basicamente 
amplificadores digitais. Em geral, os escravos estão ligados ao barramento pelos 
receptores de barramento (bus receiver).
Com relação aos dispositivos de E/S que podem atuar tanto como mestres quanto 
como escravos, é empregada uma plaquinha ou pastilha combinada chamada 
transceptor de barramento (bus transceiver). Essas pastilhas de interconexão 
com o barramento são regularmente dispositivos tri-state. Sua ação consiste 
em deixar que eles flutuem quando não são utilizados. Um barramento síncrono 
tem uma linha disparada por um oscilador cristal. Todos os ciclos de pedidos do 
barramento gastam um número inteiro de ciclos do oscilador, denominados ciclos de 
barramento.
Já um barramento assíncrono não apresenta um relógio mestre que o guie. Os ciclos 
podem ter qualquer durabilidade que se queira e não necessitam ser os mesmos 
entre todos os pares dos dispositivos.
Considere um relógio de 4MHZ. Um ciclo de barramento leva 250ns, admitindo que 
a leitura de um byte da memória leva três ciclos de barramento. Assim, o ciclo de 
leitura leva 750ns.
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No modelo de um módulo de E/S, representado pelos três tipos 
de barramentos, temos as variações dos dispositivos externos, 
que são legíveis ao ser humano, tais como monitor, impressora e 
teclado, e os legíveis à máquina, como monitoração e controle e a 
parte de comunicação (modem e placa de interface de rede).
Atenção
À medida que uma leitura de bloco é iniciada, o mestre do barramento solicita ao 
escravo quantos bytes serão transferidos.O escravo solta um byte a cada ciclo até 
que a quantidade seja exterminada. A leitura de um bloco de n bytes gastaria (n + 2) 
ciclos, em vez de 3n. 
No barramento assíncrono, em vez de se atrelar tudo ao relógio, um conjunto de 
sinais chamado handshake completo determina o início e o fim de um ciclo de 
leitura/escrita, conforme figura a seguir. 
Temos, então, os sinais: MSYN (Master SYNchronisation), SSYN 
(SlaveSYNchronisation) e o handshake, que consiste em quatro eventos:
1. MSYN é ativado;
2. SSYN é ativado em resposta a MSYN;
3. MSYN é desativado em resposta a SSYN;
4. SSYN é desativado em resposta à desativação de MSYN.
Barramentos Assíncronos.
Fonte: Mourelle (2018, p. 12).
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Os handshakes completos são interdependentes do tempo. Isso significa que cada 
evento é acusado por um anterior e não por um pulso sincronizado pelo relógio. 
No barramento síncrono, tudo converge em múltiplos inteiros dos ciclos do relógio. 
Para concordar com as diferentes velocidades dos dispositivos E/S incluídos, 
os estados de espera (waitstates) são colocados. No barramento assíncrono, 
o intervalo de tempo de um ciclo de leitura/escrita resulta da velocidade dos 
dispositivos de E/S envolvidos. Veja como isso acontece na figura abaixo. 
Ciclo de Leitura.
Fonte: Mourelle (2018, p. 9).
Se dois ou mais dispositivos necessitam se tornar mestres ao mesmo tempo, 
aparece a obrigação de algum instrumento de arbitragem de barramento. Na 
arbitragem centralizada, um único árbitro de barramento estipula qual o próximo 
mestre. 
Árbitros em barramento
O barramento apresenta uma linha única de requisição ou solicitação que poderá 
ser iniciada por um ou mais dispositivos de E/S ao mesmo tempo. Quando o árbitro 
reconhece uma solicitação do barramento (bus request), ele gera uma permissão 
disparando uma linha de permissão de barramento (bus grant). 
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Essa linha é interligada em série com todos os dispositivos de E/S. À medida que 
o dispositivo fisicamente mais próximo do árbitro enxerga a permissão, verifica se 
foi ele mesmo que fez a requisição ou solicitação. Se sim, ele assume totalmente o 
barramento e não propaga ou dispara a permissão pela linha. Se não, ele dispara a 
permissão para o próximo dispositivo que se encontra na linha. 
Esse esquema ou artifício é chamado de daisy chaining. A prioridade depende 
da proximidade do dispositivo ao árbitro. Para driblar a prioridade solicitada 
condicionada na distância do árbitro, podemos utilizar diversos níveis de prioridade. 
Para cada um se estabelece uma linha de solicitação ou requisição de uma linha de 
permissão de barramento.
Alguns árbitros apresentam uma terceira linha que um dispositivo ativa quando ele 
aceitou a permissão e tomou controle do barramento (bus acknowledge). Sendo 
ativadas, as linhas de requisição e permissão podem ser desativadas ou suspensas. 
Como resultado, outros dispositivos de E/S podem requisitar ou solicitar o 
barramento, enquanto outro o está utilizando. Quando a transferência atual terminar, 
o próximo mestre já terá sido selecionado.
Na figura a seguir, observe a prioridade dos árbitros de barramento.
Prioridade dos árbitros de barramento.
Fonte: Mourelle (2018, p. 16).
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Quando a arbitragem descentralizada está sendo empregada, não há árbitro de 
barramento. Uma dica: o barramento mostra as linhas de solicitação priorizadas, às 
quais cada dispositivo se conectará (havendo limitação do número de dispositivos). 
Quando um dispositivo de E/S solicita usar o barramento, ele ativa a sua linha de 
solicitação. Os dispositivos supervisionam todas as linhas de requisição. 
Igualmente, ao fim de cada ciclo do barramento, cada dispositivo reconhece se 
ele é o solicitante de maior prioridade ou se lhe é autorizado usar o barramento no 
próximo ciclo. 
Equiparado à arbitragem centralizada, esse modelo pede mais linhas de barramento, 
deixando o custo potencial do árbitro. Outra dica consiste em o barramento mostrar 
somente três linhas, independentemente do número de dispositivos presentes, como 
podemos ver na figura abaixo. 
Exemplo arbitragem no barramento.
Fonte: Elaborada pelo autor.
Assim que a linha de requisição é iniciada pelo dispositivo, a linha de ocupado é 
iniciada pelo mestre corrente do barramento. A linha de arbitragem é utilizada para 
arbitrar o barramento. Ela é sequenciada por meio de todos os dispositivos de E/S. O 
início da cadeia é regularmente mantido ativo, ligando-se à fonte de +5V. 
À medida que nenhum dispositivo de E/S requer o barramento, a linha de arbitragem 
ativada é disseminada por meio de todos os dispositivos. Para se utilizar do 
barramento, um dispositivo, primeiro, observa se o barramento está disponível e se a 
linha de arbitragem que está recebendo (I-Input) está ativada.
Se I estiver desativada, ele não poderá ser alçado a mestre do barramento. Se 
I estiver ativada, o dispositivo desativa O (output), o que faz todos os outros 
dispositivos na cadeia desativarem I e O. No final, apenas um dispositivo terá 
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I ativado e O desativado. Ele se torna mestre do barramento, e começa sua 
transferência. 
Esse modelo é parecido com a arbitragem daisy chain original, excetuada pela 
ausência do árbitro. Igualmente é mais barato, mais veloz e não vulnerável a erros no 
árbitro.
Fechamento
Chegamos ao final do estudo sobre conceitos básicos de arquitetura de 
computadores em relação à entrada e saída (E/S) e compreendemos que o 
processo de entrada/saída (E/S) busca compartilhar informações ou adquiri-las dos 
computadores. Vimos que essas informações são transferidas de formas diretas, 
através do controlador de acesso direto à memória ou de mediadores, quando 
os acessos devem ser priorizados entre CPU e E/S. Em um segundo momento, 
compreendemos os barramentos síncronos, controlados por um relógio (oscilador 
de cristal) e assíncronos sem controle de relógios. Por fim, vimos o processo 
de arbitragem de barramento que supervisiona as linhas de requisição de um 
barramento.
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Referências
MOURELLE, L. Conceitos de Entradas e Saídas. Disponível em: http:// www.eng.uerj.
br/~ldmm/arquitetura/Conceitos_de_entrada_e_saida. pdf. Acesso em: 21 maio 
2018.
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Sistemas integrados
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SST
SANTOS, E. M. dos
Sistemas Integrados / Eliane Moreira dos Santos 
Ano: 2020
nº de p.: 9 páginas
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Sistemas Integrados
Apresentação
Um sistema integrado é aquele que integra todos os departamentos e processos 
de uma empresa, o que possibilita unificar as tarefas em conjunto para que sejam 
alcançados os seus devidos resultados conforme o planejamento inicial do projeto. 
Ao longo deste material, conheceremos melhor essa ferramenta e as razões para 
utilizá-la.
Enterprise Resource Planning (ERP)
A tecnologia ERP ou planejamento de recursos empresariais são pacotes de software 
para gestão empresarial que contêm recursos de automação e informatização, 
visando contribuir para o gerenciamento dos negócios empresariais (REZENDE; 
ABREU, 2013).
De maneira mais específica, podemos definir ERPs como softwares 
que integram todos os dados e processos de uma empresa em 
um único sistema. Assim, um ERP é uma plataforma de software 
desenvolvida com o objetivo de integrar os diversos departamentos 
da empresa, permitindo a automação e o armazenamento de todas 
as informações de negócios.
Curiosidade
O sistemaERP é composto por módulos que se integram a partir de uma única e não 
redundante base de dados. Cada módulo contempla uma área da empresa, e por meio 
da integração desses módulos, é possível entender todos os processos envolvidos na 
operacionalidade do negócio, o que serve como apoio à tomada de decisões de todos 
os setores.
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Os sistemas ERP do mercado são compostos por uma estrutura básica que é própria 
de cada desenvolvedor e que pode ser customizada em função das necessidades 
particulares da empresa que compra o software.
Stair e Reynolds (2016) apresentam os sistemas ERP com melhores classificações 
no ano de 2011. Observe o quadro a seguir:
Sistemas ERP com melhores classificações em 2011
Sistemas ERP 
para grandes 
organizações
Sistemas ERP para 
organizações de 
médio porte
Sistemas ERP 
para pequenas 
organizações
Microsoft dynamics Epicor Abas
Oracle Industrial and financial systems Activant solutions. Inc.
Oracle eEbusiness suite Infor Baan
Oracle jd edwards Lawson Compiere
Oracle peoplesoft Plex Netsuite
Sap Sage Syspro
 
Fonte: Adaptado de Stair e Reynolds (2016, p. 415).
Evolução dos Sistemas
Até pouco tempo, o foco da gestão da produção eram os estoques, no sentido de 
propiciar o atendimento da demanda a partir da disponibilização dos produtos de 
constantes pedidos dos clientes. Contudo, em uma situação na qual o ciclo de vida 
dos produtos fosse medido em anos, e as demandas variassem pouco, a gestão de 
estoques poderia ser simples e o seu gerenciamento, eficiente.
Entretanto, a dinâmica dos negócios gerou uma diferença na taxa de suprimento e 
consumo, tornando a gestão de estoque mais complexa. De maneira mais específica, 
podemos dizer que os estoques e a necessidade de sua gestão surgem em virtude 
da falta de coordenação ente o suprimento e a demanda. Nesse contexto, surgiram 
modelos diferentes de gestão de estoques que, aliados ao conceito de produzir 
apenas o que será vendido, proporcionaram a criação de um novo conceito. 
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Gestão de estoques
Fonte: Plataforma Deduca (2020).
Nesse novo paradigma, o cálculo da necessidade de materiais tem base na ideia 
de que os componentes de um produto e o tempo para sua obtenção são fatos 
conhecidos. Assim, é possível determinar quais materiais e em qual quantidade 
deverão ser disponibilizados para atender às necessidades de produção, sem causar 
falta ou sobra dos componentes. 
Os primeiros sistemas usando a TI surgiram em 1960, na forma dos sistemas de 
processamento de listas de materiais (Bill of Materials - BOM). Em seguida, esses 
sistemas evoluíram para o primeiro sistema de material (Material Requirement 
Planning - MRP), que tinha como base computadores da IBM/360.
Por volta de 1970, a expressão MRP tornou-se comum, e sua utilização permitiu 
melhorar a produtividade e a qualidade de áreas produtivas. 
À medida que as empresas utilizavam esses sistemas, percebeu-se que não seria 
suficiente apenas determinar os materiais necessários para produção, mas que 
seria preciso, também, planejar a capacidade de produção com o intuito de fazer 
um gerenciamento de situações de ociosidade e sobrecarga da produção (AUDY; 
CIDRAL; ANDRADE, 2011).
Planejar a capacidade de produção ampliou o escopo do MRP, e em meados de 
1980, o modelo passou a se chamar MRP II (Manufacturing Resource Planning), 
sendo definido como um modelo efetivo para fazer o planejamento de todos os 
recursos de uma empresa de manufatura.
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O próximo passo para evoluir os sistemas utilizados pelas 
empresas foi a integração de todas as funções empresariais, 
visando ao planejamento de recursos corporativos. Com isso, a 
partir de 1990, os modelos de gestão passaram a ser identificados 
como Enterprise Resource Planning (ERP).
Curiosidade
O ERP integra processos de negócio em uma única arquitetura. Atualmente, 
podemos afirmar que a gestão empresarial é caracterizada por uma profusão de 
modelos que dão ênfase a diferentes aspectos organizacionais. 
Sistema ERP (Planejamento dos Recursos da Empresa)
Fonte: Plataforma Deduca (2020).
Resumindo:
• O primeiro ciclo evolutivo nos modelos da gestão da produção foi marcado 
pelo uso dos sistemas de processamento de listas de materiais (BOM).
• O segundo ciclo evolutivo nos modelos da gestão da produção teve o MRP 
como item de maior expressão.
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• O terceiro ciclo evolutivo nos modelos da gestão da produção foi caracteriza-
do pelo uso do MRP II.
• O quarto ciclo evolutivo nos modelos da gestão da produção se caracterizou 
pela utilização do ERP. 
Perspectivas atuais da integração de 
processos intra e interorganizacionais
As tecnologias baseadas na WEB facilitam a movimentação de informações para 
fora da empresa (intraorganizacional), ou seja, facilita a movimentação por parte de 
fornecedores e consumidores.
Temos então os negócios eletrônicos (e-business), que abrangem três tipos de 
estágios: 
E-commerce
Inclui transações de venda e compras que são realizadas pela empresa.
E-business
Trata de melhorar o desempenho nos negócios através do uso da Web, e pelo 
uso de padrões de conexão entre fornecedores e consumidores.
E-partnering
É o estabelecimento de alianças estratégias entre empresas, de forma que 
elas possam compartilhar os benefícios e melhorias provenientes do uso dos 
recursos de e-business.
 
Assim, é possível considerarmos que o desafio atual da evolução das soluções 
tecnológicas é definir uma arquitetura que seja capaz de integrar o ERP ao 
e-business, com intuito de potencializar as vantagens competitivas. 
Algumas soluções adotadas incluem a integração do ERP ao SCM (Supply Chain 
Management) e CRM (Customer Relationship Management).
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Sistemas de SCM: São sistemas de informação que permitem diversas organizações 
se integrarem. Isso resulta em um compartilhamento de padrões e recurso, e uma 
integração entre os sistemas ERP da empresa e os sistemas ERP dos clientes e 
fornecedores. O SCM, gerenciamento de cadeia de suprimentos, de forma mais 
específica, é um sistema que inclui o planejamento, execução e o controle de 
atividades que envolvem a compra e abastecimento de matéria-prima, envolve 
também a conversão de matéria-prima em produtos acabados / finalizados para os 
clientes. O objetivo do SCM é reduzir os custos e otimizar o serviço ao cliente.
Sistemas CRM: São sistemas de informação que fornecem suporte para o 
atendimento de clientes com objetivo de conquistar sua fidelidade. Esses sistemas 
incluem desde centrais de atendimento até o desenvolvimento de soluções para 
identificar o comportamento dos consumidores, através de técnicas de data mining 
e data warehouse.
Fechamento
Desse ponto de vista de suporte à integração entre processos de negócios e 
funções empresariais, os sistemas de informação são elementos que articulam a 
evolução da TI e a evolução dos modelos de negócio. Nesse sentido, os sistemas de 
informação proporcionam uma integração cada vez maior entre processos de uma 
organização, integrando processos de fornecedores e clientes.
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Referências
AUDY, J. N.; CIDRAL, A.; ANDRADE, G. K. Fundamentos de sistemas de informação. 
Porto Alegre: Bookman, 2011.
STAIR, R. M.; REYNOLDS, G. W. Princípios de sistemas de informação. São Paulo: 
Cengage, 2016.
REZENDE, D. A.; ABREU, A. F. Tecnologia da informação aplicada a sistemas de 
informação empresariais. São Paulo: Atlas, 2013.
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Organização e funções 
básicas dos componentes 
de um Sistema de 
Computação: Parte I
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SST
Schirigatti, J. L., Ancelmo, J. R.;
Organização e funções básicas dos componentes de um 
Sistema de Computação: Parte I / Autor: Jackson Luis 
Schirigatti, José Roberto Ancelmo
Local: Florianópolis, 2020.
nº de p. : 10 páginas
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Organização e funções básicas 
dos componentes de um 
Sistema de Computação: Parte I
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Apresentação
Estudar a arquitetura e a organização de um computador é enxergá-lo por dentro, 
a sua organização, seus dispositivos e para que funcionam. Agora você estudará 
como os dispositivos e processadores estão organizados num computador e como 
a memória trabalha. 
Também entenderá como funcionam as filas de endereçamento, como o computador 
consegue fazer mil tarefas ao mesmo tempo e ainda deixar o processador livre para 
que a máquina responda de maneira satisfatória.
Dispositivos E/S e Unidade Central de 
Processamento (CPU)
O hardware de um computador é composto por um conjunto de três componentes 
básicos, os quais são combinados sistematicamente a fim de armazenar uma série 
de dados e, posteriormente, processá-los em forma de resultados, sendo que, para 
cada aplicação particular desejada, é possível arquitetar uma configuração lógica 
diferente desses componentes.
No entanto, independentemente da aplicação projetada, para que esse 
comportamento funcional do sistema ocorra, é indispensável que haja a troca e a 
interpretação de dados e sinais de controle entre os seus componentes lógicos. 
Assim, dependendo do sinal fornecido a partir de um dado, o computador será capaz 
de executar diferentes funções.
Para isso, faz-se necessário um componente de entrada e saída (E/S) interconectado 
ao sistema que seja capaz de introduzir os dados de modo que sejam geradas 
instruções a serem processadas e, posteriormente, reproduzidas ao usuário. Cada 
componente E/S é capaz de controlar um ou mais dispositivos periféricos, também 
conhecidos como dispositivos input/output (I/O), pelos quais é possível introduzir e/
ou extrair dados, por meio da interação do processador com o homem.
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Os dispositivos de entrada correspondem aos equipamentos pelos quais é 
possível, especificamente, introduzir dados no computador, por exemplo: teclado, 
mouse, scanners, disquetes, HDs externos, microfone, câmera, mesa gráfica 
etc. Comumente, todos os dispositivos de entrada são capazes de codificar 
as informações fornecidas pelo homem em forma de dados que possam ser, 
posteriormente, processados pelo sistema digital do computador.
Por sua vez, os dispositivos de saída correspondem aos equipamentos pelos 
quais é possível, especificamente, extrair dados do computador, como monitor de 
vídeo, impressora, caixas de som, fones de ouvido, entre outros. Ao contrário dos 
dispositivos de entrada, essa classe de equipamentos é responsável por decodificar 
os dados gerados pelo sistema digital do computador em forma de informações que 
podem ser percebidas de maneira inteligível pelo usuário.
Ainda, existem dispositivos E/S que funcionam tanto para entrada quanto para a 
saída de dados, sendo, portanto, chamados de dispositivos híbridos. São exemplos 
desses dispositivos os drives de CD e DVD-ROM, pen drives e os modens.
No entanto, para que os dados fornecidos pelos dispositivos de entrada sejam 
convertidos efetivamente em resultados pelo dispositivo de saída, é necessário 
que haja um componente intermediário presente no sistema que seja capaz 
de interpretar esses dados e, consequentemente, gerar sinais de controle 
correspondentes. A esse componente damos o nome de Unidade Central de 
Processamento (CPU).
Conhecida popularmente como microprocessador, a unidade central de 
processamento (CPU) é o componente mais importante do sistema computacional, 
pois é ela quem executará os programas armazenados na memória principal, 
buscando e interpretando cada instrução fornecida pelo dispositivo de entrada de 
dados, a fim de devolvê-los em forma de informações acessíveis ao usuário por meio 
dos dispositivos de saída.
De modo geral, cada processador é composto por um circuito integrado próprio, 
o qual pode ser dividido, basicamente, em dois grandes módulos: a unidade de 
controle (UC) e a unidade lógica e aritmética (ULA). Enquanto a UC responsabiliza-se 
por supervisionar todas as operações do computador sob a direção de um programa 
armazenado, a ULA realiza todas as operações matemáticas e comparações lógicas 
sobre um conjunto de dados.
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Esquematização do processamento de dados
Unidade Central 
de Processamento 
(CPU)
Dispositivo 
de Entrada
Dispositivo 
de Saída
Unidade de 
Memória
Fonte: Adaptada de Stallings (2002).
Para isso, a UC determina, primeiramente, qual instrução será executada pelo 
computador e, depois, procura essa instrução na memória interna, gerando um sinal 
que será interpretado pela ULA. A execução dessas instruções ocorre, na maioria 
das vezes, de modo sequencial por meio de algoritmos escritos a partir de uma 
linguagem de programação que são compilados e geram um código programado 
responsável pelo processamento dos dados. A instrução é então executada 
por outras unidades do computador sob a direção da UC, caracterizando o que 
chamamos de Ciclo de Instrução.
Ciclo de instrução e endereçamento 
de memória 
O ciclo de instrução pode ser entendido tipicamente como uma sequência de 
passos, em que, a cada passo, uma operação lógica ou aritmética é executada pela 
ULA sobre algum dado a partir das instruções fornecidas pela memória do sistema. 
Para isso, o circuito realiza uma busca nos registradores da UC, os quais são 
responsáveis por receber, guardar o endereço da próxima instrução a ser executada 
e transferi-la na direção de algum dispositivo de controle. Desse modo, para cada 
ciclo de instrução, o microprocessador realiza dois processos respectivos: um ciclo 
de busca e um ciclo de execução.
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Esquematização do Ciclo de Instrução Básico
Busca da 
próxima 
instrução
ciclo de busca ciclo de execução
PARADAExecução da instruçãoINÍCIO
Fonte: Adaptada de Stallings (2002).
A partir do esquema apresentado, pode-se observar que a execução de um 
programa se encerra somente se a máquina for desligada, se ocorrer algum erro 
irrecuperável ou se for executada uma instrução de programa que pare a operação 
do computador. Do contrário, enquanto novos dados forem inseridos no sistema, o 
ciclo de instrução permanecerá ininterrupto. Ainda, cada CPU de computador pode 
executar vários ciclos de busca e execução diferentes de acordo com o conjunto de 
informações que forem guardadas nos registradores. 
Cada registrador compreende uma posição de memória identificada por um 
endereço específico, capaz de guardar informações temporárias (sequências de 
bits = palavra) que podem ser deslocadas dentro de um mesmo registrador ou 
transferidas entre dois registradores, a fim de serem interpretadas como uma 
instrução ou como um dado. O modo específico pelo qual esse processo ocorre será 
explicado detalhadamente mais adiante.
Bit: Descendente das palavras “dígito binário” (binary digit), o bit 
corresponde à menor unidade de medida de transmissão de dados 
usada na área da computação e informática. 
Saiba mais
Tipicamente, os registradores são endereçados sequencialmente e, juntos, 
constituem um subsistema de memória da Memória lnterna, denominado Memória 
RAM (Random Access Memory).
Um endereço de memória identifica uma locação física na memória interna de um 
computador, apontando para o local onde os dados estão armazenados. É como um 
endereço residencial o qual indica onde você reside. 
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Nessa analogia, o espaço de endereçamento corresponde à área onde sua moradia 
está fixada, como o seu bairro ou a sua cidade, por exemplo. Aqui, o espaço é 
extremamente importante, porque, ainda que existam duas “Av. Brasil, 120”, cada um 
pertence a uma cidade diferente (São Paulo e Rio de Janeiro, por exemplo), ou seja, 
correspondem a espaços de endereçamento diferentes. O mesmo acontece com o 
endereçamento da memória. A memória RAM é dividida em linhas (Row) e colunas 
(Column). O acesso é feito enviando os valores CAS (Columm Adress Strobe) e 
RAS (Row Adress Strobe), que correspondem a esses endereços de linha e coluna. 
Combinados os dois endereços, é acessado o bit de dados desejado. Para acesso a 
uma determinada posição, seja para gravar ou ler dados, o controlador de memória 
primeiro gera o valor de RAS ou o número da linha que está relacionada à posição, 
sendo gerado em seguida o valor de CAS, que corresponde à coluna dessa posição. 
Veja o exemplo:
Modelo de endereçamento de memória 
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Valor RAS: 
"9 linha"
Bit a ser 
acessado
Legenda: Exemplo de Endereçamento de Memória.
Fonte: Rodrigues (2014) 
De modo geral, a memória principal de um sistema de computação é arquitetada 
hierarquicamente, sendo que os registradores estão no topo dessa hierarquia. 
Isso porque os registradores são o meio mais rápido de se armazenar um dado 
ou instrução e, por isso, também compreendem o componente mais caro de uma 
Memória. É a capacidade de armazenamento dos registradores (n bits) que irá ditar 
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o tamanho da memória interna e, consequentemente, limitará o tipo de serviço que o 
computador poderá executar.
Alguns registradores mais comuns são:
• Acumulador (AC): responsável por armazenar os resultados de um cálculo.
• Registrador de endereçamento da memória (Memory address register – 
MAR): especifica o endereço da memória que deverá ser usado pela próxima 
instrução de leitura ou escrito.
• Registrador de dados da memória (Memory data register – MDR): contém o 
dado a ser lido ou escrito na memória.
• Registrador de instrução (Instruction Register – IR): armazena a próxima ins-
trução que deverá ser interpretada e executada.
• Contador de programa (Program Counter – PC): usado para guardar o ende-
reço da próxima instrução a ser buscada na memória.
• Registradores de propósito gerais (R): são aqueles capazes de armazenar di-
versos tipos de dados, podendo ser utilizados para a manipulação de cálculos, 
contagens, armazenamento, ponteiros, entre outros.
Modos de execução do processador
Levando-se em conta os conhecimentos adquiridos no decorrer desta unidade, 
podemos ter uma visão mais detalhada do processo de execução do processador, no 
qual: no início de cada ciclo, o processador busca uma instrução primária guardada 
no endereço de memória do PC que irá informar o endereço da próxima instrução a 
ser executada e assim por diante. 
Considere um sistema de computação no qual cada palavra de 
memória contenha 16 bits e, a partir daí, suponha que o PC possui o 
endereço 200. O microprocessador irá buscar a próxima instrução 
na posição de memória 200 e, a cada novo ciclo de instrução, 
buscará as instruções nas posições seguintes: 201, 202, 203, e 
assim por diante. 
Saiba mais
Cada instrução é carregada simultaneamente no IR que, por sua vez, contém uma 
sequência de bits que especificam a ação que a UC deverá executar. A partir daí, 
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um sinal é enviado para a ULA, a qual interpreta a instrução armazenada no IR e a 
devolve para a UC a fim de executar a ação requisitada. 
Em geral, essas ações podem ser classificadas em quatro categorias:
• Processador-memória: ação de transferência de dados do componente de 
processamento para o componente de memória e vice-versa.
• Processador-E/S: ação de transferência de dados entre o componente de pro-
cessamento e um dispositivo periférico de entrada e saída.
• Processamento de dados: execução de operações lógicas ou aritméticas so-
bre os dados.
• Controle: ação em que a sequência de informações pode ser alterada. Nes-
ses casos, o programador pode desenvolver um programa não sequencial de 
modo que, ao buscar uma instrução na posição de memória de endereço 256, 
seja transmitido um sinal para que a próxima busca seja direcionada para a 
posição de memória de endereço 182. Desse modo, no ciclo seguinte, a ins-
trução será obtida no endereço 182, e não no endereço 257 como previsto. 
Conclui-se, portanto, que um ciclo de instrução pode envolver mais de uma 
referência, podendo não só especificar uma interação entre o processador e a 
memória, como também entre o processador e um componente E/S e, ainda, entre 
um componente E/S e a memória. 
Fechamento
Entendemos que a Arquitetura de Computadores basicamente corresponde ao 
comportamento funcional de um sistema computacional. Já a Organização de 
Computadores cuida da estrutura interna do computador (ex. frequência do relógio 
ou tamanho da memória física). 
Trabalhar com arquitetura e organização de computadores é trabalhar com vários 
níveis de funções, e tomamos por exemplo o nível mais alto, onde o usuário 
executa programas e o nível mais baixo, que consiste em transistores e fios.
Estudamos a memória principal, que nada mais é que um sistema de computação 
que possui uma hierarquia, cujos registradores são os primeiros alocados no topo 
dessa hierarquia.
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Os registradores têm capacidade de armazenamento (n bits) que, de certa maneira, 
determina o tamanho da memória interna e, consequentemente, limitará o tipo de 
serviço que o computador poderá executar. 
Referências
STALLINGS, W. Arquitetura e organização de computadores. São Paulo: Prentice 
Hall, 2002.
RODRIGUES, Bruno Rafael de Oliveira. Métodos de acesso de dados. Arquitetura de 
Computadores. Disponível em: http://slideplayer.com.br/slide/298336/. Acesso 26 
mar 2020.
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Organização e funções 
básicas dos componentes 
de um sistema de 
computação: Parte II
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SST
ANCELMO, J.
Organização e funções básicas dos componentes de um 
sistema de computação: Parte II / José Ancelmo 
Ano: 2020
nº de p.: 10 páginas
Copyright © 2020. Delinea Tecnologia Educacional. Todos os direitos reservados.
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Organização e funções básicas 
dos componentes de um sistema 
de computação: Parte II
Apresentação
Neste material, vamos nos dedicar a conhecer melhor aquilo que está dentro 
de um computador, seus componentes e suas funcionalidades. Começaremos 
pela memória, passaremos pelos processadores e características, até, por fim, 
compreendermos a organização RAID.
Tipos de memória 
Na informática, “memória” é um termo genérico utilizado para designar tanto as 
partes de um sistema de computação quanto de um dispositivo periférico (E/S), 
nas quais é possível armazenar dados e programas. Embora o seu conceito seja 
aparentemente simples, a memória é, provavelmente, o componente do computador 
que apresenta um maior número de variedade em relação ao tipo, tecnologias, 
organizações, desempenhos e custos.
De modo geral, toda memória permite a realização de dois tipos de 
operações: escrita (armazenamento da informação na memória) 
e leitura (recuperação da informação armazenada). No caso da 
memória primária, por exemplo, essas operações são realizadas 
por intermédio da CPU e efetuadas através dos registradores.
Atenção
O uso de mais de um nível de memória explora o fato de que existe uma variedade 
de tipos de memória que utilizam a mesma tecnologia, porém diferem quantoà 
velocidade e custo. Desse modo, é possível combinar memórias menores, mais 
caras e mais rápidas com memórias maiores, mais baratas e mais lentas.
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Principais diferenças entre as memórias internas e externas
Memória RAM Memória ROM
Localização Interna / primária Externa / Secundária
Capacidade Bytes ou palavras Bytes
Tecnologia Semicondutores Mídias Magnéticas ou Ópticas
Volatilidade Sim Não
Categoria Leitura e Escrita Somente leitura
Método de Acesso Direto Indireto
 
Fonte: Elaborada pelo autor (2020).
A memória interna (RAM) corresponde à memória que o processador precisa 
acessar para enviar dados e, assim, executar suas ações. De acesso mais rápido, 
porém com uma capacidade mais restrita, esse tipo de memória armazena 
informações temporariamente durante um processamento realizado pela CPU, ou 
seja, na falta de energia ou quando o computador for desligado, todos os dados 
serão perdidos. 
Embora a memória interna seja geralmente identificada apenas como a memória 
principal, outras formas de memória interna também fazem parte do sistema de 
computação, como os registradores e a memória cache, sobre a qual falaremos a 
seguir.
Do ponto de vista físico, a memória cache pode ser considerada uma pequena peça 
presente dentro do circuito interno do processador, onde, sem observar arquiteturas 
específicas, poderíamos imaginá-la como um pequeno módulo contendo os seus 
próprios subcomponentes. Já, do ponto de vista funcional, esta compreende um 
tipo de memória de linguagem simples e objetiva que trabalha em conjunto com o 
processador, organizando a movimentação de dados entre a memória principal e 
seus registradores a fim de potencializar o seu desempenho.
Algumas operações e tarefas de programas podem ser complexas e demandam 
um grande tempo e robustez de processamento para sua execução. Desse modo, o 
processador organiza a execução dos cálculos de dados através de forma inteligente 
e eficaz onde, para realizar as ações de um operador/usuário, a CPU divide as 
informações a serem processadas entre dados e instruções.
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Memória
Fonte: Plataforma Deduca (2020).
Conhecida como memória secundária ou, ainda, memória de mercado, a memória 
externa é popularmente denominada de Memória ROM (Read Only Memory). Ao 
contrário da memória RAM, a memória ROM é utilizada para armazenar dados e/ou 
instruções permanentes ou que raramente serão alterados, de modo que, ainda que 
o computador seja desligado, essas informações continuarão salvas.
Para isso, a memória ROM é fabricada com um chip de armazenamento que possui 
um software próprio não editável, o qual não permite que a memória seja alterada 
por um programa do usuário, tornando-se, portanto, uma memória somente de 
leitura. A esse conjunto de instruções operacionais (hardware + software) dá-se o 
nome de firmware.
Assim como a memória cache, a utilização da memória externa na hierarquia de um 
computador visa contribuir com a melhora do desempenho do sistema e, para isso, 
atua essencialmente de duas maneiras:
Forma 1
As operações de escrita em disco são agrupadas, ou seja, em vez do 
processador realizar diversas transferências contendo uma pequena 
quantidade de dados, são feitas poucas transferências em grandes blocos de 
dados;
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Forma 2 
Alguns dados a serem escritos em um disco podem ser referenciados 
novamente pelo programa antes que seja realizada a próxima transferência de 
dados da memória cache para esse mesmo disco.
Dos sistemas de memória externa, o disco magnético é por muitos considerado 
o mais importante até hoje, por compor a base de quase todos os sistemas de 
computação em uso na atualidade. 
O disco magnético é composto por um prato circular de metal, plástico ou outro 
material rígido que, por sua vez, é revestido por um material que possa ser 
magnetizado, no qual ocorrerá a escrita e a leitura dos dados por meio de uma bobina, 
denominada cabeçote, ou também cabeça de leitura e gravação. Para que esse 
processo ocorra, o cabeçote é mantido imóvel enquanto o prato gira embaixo dele. 
Elementos do disco magnético
Fonte: Plataforma Deduca (2020).
A escrita, nesse sistema, é realizada através de pulsos de corrente elétrica 
transmitidos do cabeçote para o disco que gravam os dados magnéticos digitais 
na sua superfície localizada logo abaixo do prato. Nesse sistema, a indução de 
correntes positivas gera padrões magnéticos diferentes da indução de correntes 
negativas, possibilitando assim, diferentes impressões digitais da informação a ser 
armazenada. Já o processo de leitura ocorre pela reprodução dessa informação 
armazenada no prato, que quando em movimento, a superfície logo abaixo do 
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cabeçote emite uma corrente idêntica à que fora transmitida no momento da 
gravação desses dados.
A transferência de dados para o disco ocorre em forma de blocos, que por sua 
vez comumente têm dimensões de armazenamento inferior ao de uma trilha. São 
denominadas setores as regiões do mesmo tamanho de um bloco, tipicamente 
dispostas entre 10 a 100 setores por trilha, que podem ter tamanho fixo ou variável. 
Setores adjacentes contam com espaços internos à trilha (ou espaços entre 
setores) para evitar impor requisitos de precisão do posicionamento do disco 
exagerados ao sistema.
Para permitir a existência de um mecanismo que identifique um setor dentro de uma 
trilha, o disco é formatado com alguns dados extras, invisíveis para o usuário, que 
permitem identificar o início e o fim de cada setor, e o início de cada trilha. 
Organização dos dados no disco magnético
Setores
Trilhas
Espaço entre Trilhas
Espaço entre Setores
Fonte: Adaptada de Stallings (2002).
No tópico a seguir, vamos estudar as características dos processadores atuais.
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Características dos processadores 
atuais
Atualmente, a maioria dos sistemas de computação é fabricada em torno de 
processadores que buscam maior velocidade na realização de suas atividades. Para 
atingir esse objetivo, os processadores se utilizam de uma tecnologia denominada 
pipeline, na qual a CPU se divide em várias partes funcionais distintas (estágios), 
cada uma correspondendo a uma determinada atividade. 
Assim, várias instruções são realizadas de forma simultânea, embora em estágios 
diferentes.
Modelo com visão expandida de um Pipeline de Instrução de dois estágios
Espera
Instrução Instrução
Descarte
Resultado
Novo Endereço
Espera
Busca Execução
Fonte: Elaborada pela autora (2020).
Tomando como base um ciclo de instrução com dois estágios (busca e execução 
da instrução), como mostra o modelo acima, existem dois momentos durante a 
execução de uma instrução em que a memória principal não está sendo usada. 
Desse modo, esse intervalo pode ser usado para buscar a próxima instrução, 
concomitantemente com a execução da instrução em curso.
A pipeline tem dois estágios independentes. O primeiro busca a instrução e a guarda 
em uma área de armazenamento temporário enquanto o segundo está livre e, então, o 
primeiro passa para ele a instrução armazenada. Por sua vez, enquanto o segundo está 
executando a instrução enviada, o primeiro tira proveito de ciclos de memória que não 
são usados para buscar e armazenar a próxima instrução. Esse processo é chamado de 
“busca antecipada de instrução” (instruction prefetch) ou “superposição de busca” (fetch 
overlap) e é a partir dele que, portanto, a execução de instruções é acelerada.
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Características e organização RAID
Assim como acontece com a programação de processadores e da memória primária, 
a melhoria no desempenho de memórias secundáriastambém tem sido alvo da 
preocupação dos projetistas dessa geração. No entanto, sabe-se que, como em todas 
as outras áreas da programação, os dispositivos de um sistema de computação 
podem ser melhorados até certo ponto, portanto, para conseguir ganhos adicionais de 
desempenho, são utilizados componentes em paralelo ao sistema.
Em relação à tecnologia de armazenamento de discos, houve uma sensível melhora 
no espelhamento de vários hard disks, onde um bloco de dados a ser acessado 
é distribuído em diversos discos. Com isso, os dados podem ser organizados de 
diferentes maneiras, podendo ser empregada alguma redundância para melhorar a 
confiabilidade dos resultados. Para isso, adota-se um padrão para o projeto de banco 
de dados de vários discos, conhecido como RAID. 
Do inglês Redundant Array of Independent Disks (RAID), os 
arranjos redundantes de disco independentes constituem parte 
da capacidade física de armazenamento de dados de um sistema 
de computação, na qual informações repetidas sobre os dados 
são guardadas no restante da capacidade de armazenamento de 
memória. Essa informação redundante possibilita a regeneração 
de dados em caso de falha de um dos elementos do arranjo de 
discos ou em um dos caminhos de dados.
Atenção
De modo geral, o esquema RAID consiste em sete níveis que variam de zero a seis, 
os quais implicam em uma relação hierárquica e, ao mesmo tempo, designam 
diferentes arquiteturas de projeto com três características em comum:
• o RAID consiste em um agrupamento de unidade de discos físicos, entendido 
pelo sistema operacional como uma única unidade de disco lógico;
• os dados são distribuídos pelas unidades de discos físicos do agrupamento;
• a capacidade de armazenamento redundando é utilizada para armazenar in-
formação de paridade, garantindo a recuperação dos dados em caso de falha 
em algum disco.
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Fechamento
Nesta unidade, você aprendeu: quais são os componentes de um sistema de 
computação e suas funções; como ocorre a interconexão entre os componentes do 
sistema de computação; como ocorre a execução de um processamento de dados; 
quais os tipos de memórias que compõem um sistema e seu funcionamento; 
as características da Organização RAID; e sobre os diferentes tipos de mídia 
(magnética e óptica).
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Referências
STALLINGS, W. Arquitetura e organização de computadores. São Paulo: Prentice 
Hall, 2002.
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	1.Conceitos básicos de arquitetura.pdf (p.1-12)
	2.Arquitetura e classificação do sistemas de computação.pdf (p.13-23)
	3.Conceitos básicos de arquitetura de computadores sem relação à Entrada e Saída.pdf (p.24-34)
	4.Sistemas+Integrados.pdf (p.35-43)
	5.Organização e funções básicas dos componentes de um sistema de computação - Parte I.pdf (p.44-53)
	6.Organização e funções básicas dos componentes de um sistema de computação - Parte II.pdf (p.54-64)