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CPU:
Unidade de aritmética e lógica (UAL)
Unidade de controle (UC)
Registradores
Central Processing Unit - CPU
Unidade Central de Processamento - UCP
Os registradores são implementados com semi-condutores e são utilizados como locais de
armazenamento temporário de dados provenientes da memória destinados à UAL, ou vice-versa.
Responsável pela execução de fato das operações aritméticas e lógicas dos dados.
É um circuito lógico responsável pelo funcionamento da máquina, onde realiza-se em ciclos, as seguintes
operações transferência e armazenamento de informações
Funcionamento do computador
Principal:
RAM (Randomic-Access Memory)
ROM (Read-Only Memory)
Auxiliar:
Discos rígidos, disquetes, CD-ROMs, Fitas Magnéticas, etc.
Funcionamento do computador
Memória
Programabootstrap
ROM
Memóriavolátil
Memória principal
Sistemaoperacional
Armazenamentoem disco Programa
bootstrap
Memória principal
Sistemaoperacional
Armazenamentoem disco
Sistemaoperacional
Funcionamento do computador
Processamento de dados
Exemplo:
Micro-código para multiplicação
1. Carregar o primeiro número para o registrador AX
2. Carregar o segundo número para o registrador BX
3. Multiplicar AX por BX e colocar o resultado no registrador CX
4. Armazenar o valor de CX na memória
Funcionamento do computador
Processamento de dados
Exemplo:
U.C.
1. Carregar o primeiro número para o registrador AX
2. Carregar o segundo número para o registrador BX
3. Multiplicar AX por BX e colocar o resultado no registrador CX
4. Armazenar o valor de CX na memória
U.A.L.
1. AX: 4
2. BX: 46
3. CX: 184
Funcionamento do computador
Fatores que afetam a velocidade do processamento
Tamanho dos registradores
Quantidade de memória
Co-processador aritmético
Relógio interno (clock)
Barramento
Memória cache
Funcionamento do computador
Fatores que afetam a velocidade do processamento
Relógio interno (clock)
Unidade de medida: Hertz (Hz)
Ciclos de relógio por segundo
400 MHz, megahertz: 400 “milhões de ciclos por segundo”
Funcionamento do computador
Fatores que afetam a velocidade do processamento
Barramento
Barramento de dados 16 bits, 32 bits, 64 bits
Barramento de endereços CPUs antigas: 20 bits 220, ou 1 Mb
CPUs atuais: 32 bits 232, ou 4 Gb
Funcionamento do computador
Memória Registradores
Fatores que afetam a velocidade do processamento
Memória cache
Operação demorada:
Cache é bem mais rápida do que a RAM.
Dados
Funcionamento do computador
O processamento no microcomputador ocorre na CPU, cujas
duas partes principais são a Unidade de Controle e a Unidade de
Aritmética e Lógica (UAL).
A manipulação dos dados propriamente dita ocorre na (UAL),
que está conectada a registradores que contêm dados.
Uma parte da memória chamada ROM é não-volátil e é usada
para armazenar instruções que fazem o computador funcionar
no instante que ele é ligado.
Resumo
Funcionamento do computador
A parte maior da memória, chamada RAM, é volátil: programas e
dados podem ser armazenados e eliminados conforme necessário.
A CPU acessa cada local de memória com um número exclusivo,
chamado endereço de memória.
O tamanho dos registradores determina a quantidade de dados
com a qual o computador pode trabalhar em um dado instante.
Resumo
Funcionamento do computador
A quantidade de RAM pode afetar a velocidade, porque quanto mais
houver mais dados a CPU pode armazenar na memória principal,
recorrendo menos ao armazenamento.
O relógio do sistema (clock) define o ritmo da CPU.
Há dois tipos de barramento (bus): o barramento de dados e o
barramento de endereço.
A largura do barramento de dados determina quantos bits de cada
vez podem ser transmitidos entre a CPU e outros dispositivos.
Resumo
Funcionamento do computador
O tamanho (ou largura) do barramento de endereços determina o
número de bytes de memória que a CPU é capaz de acessar.
A cache é um tipo de memória de alta velocidade que contém os
dados e instruções mais recentemente carregados pela CPU.
O co-processador aritmético acelera o processamento de operações
aritméticas porque efetua cálculos de ponto flutuante para a CPU.
Funcionamento do computador
Resumo
Placa Mãe• Conecta a CPU aos demais componentes do
computador:– “On-board” – A fim de reduzir custos, traz,
embutidos, componentes das placas adicionais (som, rede, fax e vídeo)
– “Off-board” – Desempenha apenas as tarefas de placa mãe. Provê um melhor desempenho
Poderia ser comparada à “medula” de um computador.Leva as informações do “cérebro” ao resto do “corpo”
Funcionamento do computador
Placa MãeFuncionamento do computador
• Acomoda o processador e todos os componentes que permitem ao processador interagir com os demais periféricos
• Gerencia transação de dados entre CPU e periféricos.
Muitas placas mãe permitem – upgrade – Modificação da velocidade do clock, tipo de
processador...
Tipos de Placa mãe
Inicialmente as placas mães são divididas quanto a sua forma de alimentação.
Conexão AT Conexão ATX
Tipos de Placa mãe
Placa com conexão AT
AT é a sigla para (Advanced Tecnology). Trata-se de um tipo de placa-mãe já antiga.
Seu uso foi constante de 1983 até 1996.
O conector de alimentação da fonte AT, que é ligado à placa-mãe, é composto por
dois plugs semelhantes, que devem ser encaixados lado a lado, sendo que os fios de
cor preta de cada um devem ficar localizados no meio.
Com o padrão AT, é necessário desligar o computador pelo sistema operacional,
aguardar um aviso de que o computador já pode ser desligado. As fontes AT não
usam o recurso de desligamento automático. Os modelos AT geralmente são
encontrados com slots ISA, EISA, VESA nos primeiro modelos e, ISA e PCI nos
mais novos AT.
A Posição dos slots de memória RAM e socket de CPU sempre em uma mesma
região na placa-mãe, mesmo quando placas de fabricantes diferentes.
Tipos de Placa mãe
Placa com conexão ATX
ATX é a sigla para (Advanced Tecnology Extendend). O objetivo do ATX
foi de solucionar os problemas do padrão AT. Praticamente todos os
computadores novos vêm baseados neste padrão. Entre as principais
características do ATX, estão:
•o maior espaço interno, proporcionando um ventilação adequada, •conectores de teclado e mouse no formato PS/2 (conectores menores) •conectores serial e paralelo ligados diretamente na placa-mãe, sem a
necessidade de cabos, •melhor posicionamento do processador, evitando que o mesmo impeça a
instalação de placas de
•expansão por falta de espaço.
Tipos de Placa mãe
Placa com conexão ATX
A posição dos slots de memória RAM e socket de CPU variam a posição conforme o fabricante. Nestas placas serão encontrados slots de memória SDRAM, Rambus, DDR ou DDR-II, podendo vir com mais de um dos padrões na mesma placa-mãe. Geralmente os slots de expansão mais encontrados são os PCI, AGP, AMR/CNR e PCI-Express. Gerenciamento de energia quando desligado o micro, suporta o uso do comando "shutdown", que permite o desligamento automático do micro sem o uso da chave de desligamento encontrada no gabinete. Se a placa mãe for alimentada por uma fonte com padrão ATX é possível ligar o computador utilizando um sinal externo como, por exemplo, uma chamada telefônica recebida pelo modem instalado.
• É o caminho do processador com a memória e o circuito de apoio
– Barramento de dados: é por onde os dados circulam
– Barramento de endereços: é por onde a informação de endereço é fornecida
– Barramento de controle: informações adicionais: exemplo, se a operação é de leitura ou escrita.
BARRAMENTO
Funcionamento do computador
Slot PCILigar os periféricos ao barramento, suas
velocidades são correspondentes as do seus barramentos. Nas placas mãe são encontrados vários slots para o encaixe de placas.
Alguns exemplos de slots:ISA (Industry Standard Architecture):
Utilizado para conectar periféricos lentos (16 bits baixa velocidade)
PCI: Periféricos que demandem velocidade, como a placa de vídeo. (32 bits, alta velocidade)
AGP (Accelerated Graphics Port): Utilizado por interface de vídeos 3D, é o tipo de slot mais rápido do micro. (32 bits, alta vel
Funcionamento do computador
Placa de Som
• Desde então, vários fabricantes passaram a produzir suas placa mãe com placa de som. A maioria das placas é montada usando peças de diversos outros fabricantes. Com isso, os fabricantes de placa mãe foram naturalmente pressionados para que lançassem placas-mãe que já viessem com uma placa de som embutida, fazendo com que o micro já fosse compatível com a especificação PC97.
Funcionamento do computador
•Há algum tempo atrás, a Microsoft sugeriu ao fabricantes que todos os PCs já viessem de fábrica com placa de som. Essa sugestão, chamada especificação PC97, é opcional mas ajuda na hora de dizer que um determinado programa é ou não 100% compatível com a sua máquina.
• Universal Serial Bus (USB) é um tipo de conexão Plug and Play
que permite a conexão de periféricos sem a necessidade de
desligar o computador.
• Foi concebido para minimizar o esforço de concepção de
periféricos, no que diz respeito ao suporte por parte dos SO e
hardware. Surgiu um padrão que permite ao SO e à placa mãe
diferenciar, transparentemente:
• A classe do equipamento;
• As necessidades de alimentação eléctrica do dispositivo;
• As necessidades de largura de banda;
• Eventuais modos de operação internos ao dispositivo.
Funcionamento do computador
Antes do Próximo Componente• O chipset da Placa Mãe determina as tecnologias que
podemos ter ou não disponíveis no nosso sistema.
Normalmente existem dois chipsets associados
"Northbridge" e o "Southbridge".
O chipset de "Northbridge" estabelece a comunicação entre
o processador e o resto da Placa Mãe (RAM, AGP, e
dispositivos PCI).
O chipset de "Southbridge" estabelece a comunicação dos
interfaces (IDE, Drive Disquetes, Portas Paralelas, Portas
Serie, Firewire, Ethernet, etc).
Funcionamento do computador
BIOS• BIOS, sigla para Basic Input/Output
System (Sistema Básico de Entrada/Saída). O BIOS é o primeiro programa executado.
• Sua função é preparar a máquina para que o SO, possa ser executado.
• O BIOS é armazenado num chip ROM (Read-Only Memory, Memória de Somente Leitura).
Funcionamento do computador
Serial ATASerial ATA, SATA ou S-ATA (Serial Advanced
Technology Attachment) é uma tecnologia de
transferência de dados entre um HD e a placa mãe.
É o sucessor da IDE que foi renomeada para PATA
(Parallel ATA) para se diferenciar de SATA.
Diferentemente dos discos rígidos IDE, que transmitem
os dados através de cabos de quarenta ou oitenta fios
paralelos, os discos rígidos SATA transferem os dados
em série em apenas quatro fios, o que permite usar
cabos com menor diâmetro.
Funcionamento do computador
• A porta paralela é uma interface de comunicação entre um computador e um periférico.
• Possui taxa de transferência de 150 KB/s e é unidirecional. O sistema usa transmissão 4 bits por vez, com sinais de retorno como "busy", "paper out", etc. Para a conexão de ZIP drives e até mesmo impressoras mais rápidas, a porta paralela tradicional é muito lenta, sobretudo porque é unidirecional e utiliza apenas 4 bits de retorno (ou seja, transmite a 8 bits, porém recebe informações a 4 bits por vez).
Funcionamento do computador
• Os conectores de mouse e teclado introduzidos com o PS/2 eram conectores mini-DIN de 6 pinos. Na época, os PCs de outros fabricante usavam teclados com conector padrão AT (DIN de 5 pinos) e mouses seriais (conector de 9 pino, DB-9). Atualmente os PCs usam conectores de mouse e teclado no mesmo padrão do PS/2. Com a especificação PC97, estes conectores passaram a ser coloridos: verde para o de mouse e lilás para o de teclado.
Funcionamento do computador
AGP• Acelerated Graphics Port. Barramento rápido
usado pela placa de vídeo. Aparece como um slot marrom na placa mãe. Existem várias versões do AGP, chamadas AGP 1X, 2X, 4X e AGP Pro.
• O AGP 1X permite transmissão 266 MB/s,
• AGP 2X trabalha a 533 MB/s.
• AGP 4X atinge 1066 MB/s.
• AGP Pro, possui uma capacidade maior de fornecimento elétrico. Enquanto os slots AGP tradicionais fornecem até 20 Watts, os slots AGP Pro fornecem 50 Watts (AGP Pro 50) ou 110 Watts (AGP Pro 110).
Funcionamento do computador
Funcionamento do computador
O processador fica encaixado no socket devendo observar que uma
placa-mãe não aceita qualquer tipo de processador, pois é
desenvolvida para modelos específicos. Cada tipo de processador
tem características que o diferenciam de outros modelos, a
quantidade de pinos, por exemplo, ou na velocidade de
processamento. Assim sendo, a placa-mãe deve ser desenvolvida
para aceitar determinados processadores
Funcionamento do computador
As placas mãe são desenvolvidas para serem compatíveis com mais
de um processador. Uma placa mãe soquete 7, por exemplo,
suportará desde um Pentium de 75 MHz até um K6-2 de 550 MHz,
passando por processadores Pentium MMX, K6 e Cyrix 6x86. Uma
placa soquete 370, suporta processadores Celeron e Pentium III.
Placas soquete A são compatíveis com os processadores Athlon e
Duron da AMD.
Funcionamento do computador
Socket 7Processor P55C/P54C/P54CS 90MHz-233MHz (66Mhz).
Cryix M IITM 300MHz ~ 333MHz , 6x86MXTM PR166+ ~ PR266+ AMD-K6 -2, AMD-K6? 233MHz ~ 350MHz, AMD-K6-2 350MHz ~ 500MHz
Funcionamento do computador
Placa Mae Para
Socket 939 Pinos ,
Suporta
Processadores A64 e
Dual Core X2 ate o
modelo 4800+
Funcionamento do computadorAs placas-mãe mais antigas trabalhavam com tecnologia
conhecida com SDRAM ou DIMM, atualmente o padrão mais
usado é o DDR (Double Data Rate). As memórias RAM também
trabalham com velocidade (clock) diferente. As DDR mais
comuns trabalham 266, 333, 400, e 533Mhz. Existe também a
DDR2, que trabalham a velocidades de 533, e 677 Mhz
Com relação à capacidade de instalação de memória RAM nas
placas-mãe mais antigas chagava a 32MB ou 64MB, entretanto
hoje é comum micros com 512MB ou 1024MB(1GB) e podendo
expandir (dependendo da placa-mãe) até 8GB
Funcionamento do computadorPortas Básicas 1. Porta Paralela -
Para impressora
2. Porta Serial – Mouse, Modem
3. Porta USB – Impressora Scaner, Pen Drive
4. Porta PS/2 – Mouse e Teclado
• Assim como o barramento do PC, o processador
também possui um barramento interno de dados e
endereços.
• O Processador usa um barramento para se comunicar com os dispositivos. Assim é possível que o processador envie informações e receba. Esse barramento é conhecido como "barramento de dados" (ou data bus).
Processadores – Barramento
• Quando o processador trabalha com a memória, ele faz uso de um "barramento de endereços" (também chamado de "clock externo"), pois através de um "endereço" é que o processador localizará os dados que precisa e que estão armazenados na memória do computador. É também por este barramento que o processador consegue determinar para qual dispositivo serão enviados os dados tratados. Seu valor é medido em Hz.
Processadores – Barramento
• N a parte de baixo de um processador existe terminais ou pinos de contato. Cada um destes pinos possui uma função e trabalha com 1 bit por vez. Assim, quando se diz que o barramento de dados trabalha a 16 bits, isso quer dizer que, o processador destina 16 "perninhas" para esta função. A mesma regra vale para o barramento de endereços, ou seja, este também trabalha com uma certa quantidade de pinos, correspondentes à quantidade de bits.
Processadores – Barramento
• Os processadores são envolvidos por um
envólucro, que tem por finalidade proteger
seus circuitos internos de impurezas,
irradiações e interferência e que também
permitem manuseá-los com segurança.
Processadores – Encapsulamento
Para que os processadores mantivessem a
compatibilidade de operação entre eles foram
desenvolvidos 2 modos de operação :
• Modo Real – O processador se porta exatamente como
um 8086, possuindo exatamente o mesmo conjunto de
instruções e acessando apenas 1 MB de memória.
(nenhum recurso extra é conseguido).
Processadores – Modos de Operação
• Modo Protegido – Onde o processador pode atingir o
máximo de seu desempenho com um conjunto de
instruções mais complexo e uso de recursos extras
como :
• Memória virtual
• Proteção de Memória
• Multitarefa
Processadores – Modos de Operação
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