1. Aula 00 Informtica p/ TRE-SE (Analista e Tcnico) Professor:
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AULA 00: Conhecimentos bsicos de hardware e software (1 Parte)
SUMRIO PGINA Motivao para o curso 1 Apresentao 3 1. Hardware 4 1.1
Computadores - Consideraes iniciais 4 1.2 Arquitetura von Neumann 6
1.3 Placa-me 9 1.4 Unidade Central de Processamento 13 1.5 Memrias
e dispositivos de armazenamento 19 Consideraes Finais 31 Ol a
todos! E sejam bem-vindos ao projeto Noes de Informtica para o
Tribunal Regional Eleitoral de Sergipe! A nossa proposta de
trabalho apresentar um curso terico em PDF, que habilitar voc a
acertar questes de Informtica para este certame, baseado na banca
FCC, banca examinadora. O edital j foi publicado e a prova em 1 de
novembro. Hora de acelerar os estudos! 00000000000 00000000000 -
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Tudo o que um sonho precisa para ser realizado algum que acredite
que ele possa ser realizado. Roberto Shinyashiki Vem comigo?
Permitam-me que eu me apresente. Observao importante: este curso
protegido por direitos autorais (copyright), nos termos da Lei
9.610/98, que altera, atualiza e consolida a legislao sobre
direitos autorais e d outras providncias. Grupos de rateio e
pirataria so clandestinos, violam a lei e prejudicam os professores
que elaboram os cursos. Valorize o trabalho de nossa equipe
adquirindo os cursos honestamente atravs do site Estratgia
Concursos ;-) Observao importante II: todo o contedo deste curso
encontra-se completo em nossos textos escritos. As videoaulas visam
reforar o aprendizado, especialmente para aqueles que possuem maior
facilidade de aprendizado com vdeos e/ou querem ter mais uma opo
para o aprendizado. 00000000000 00000000000 - DEMO
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APRESENTAO Eu sou Victor Dalton Teles Jesus Barbosa. Minha
experincia em concursos comeou aos 15 anos, quando consegui
ingressar na Escola Preparatria de Cadetes do Exrcito, em 1999.
Cursei a Academia Militar das Agulhas Negras, me tornando Bacharel
em Cincias Militares, 1 Colocado em Comunicaes, da turma de 2003.
Em 2005, prestei novamente concurso para o Instituto Militar de
Engenharia, aprovando em 3 lugar. No final de 2009, me formei em
Engenharia da Computao, sendo o 2 lugar da turma no Curso de
Graduao. Decidi ento mudar de ares. Em 2010, prestei concursos para
Analista do Banco Central (rea 1 Tecnologia da Informao) e Analista
de Planejamento e Oramento (Especializao em TI), cujas bancas foram
a CESGRANRIO e a ESAF, respectivamente. Fui aprovado em ambos os
concursos e, aps uma passagem pelo Ministrio do Planejamento, optei
pelo Banco Central do Brasil. Em 2012, por sua vez, prestei
concurso para o cargo de Analista Legislativo da Cmara dos
Deputados, aplicado pela banca CESPE, e, desde o incio de 2013, fao
parte do Legislativo Federal brasileiro. Alm disso, possuo as
certificaes ITIL Foundation, emitida pela EXIN, e Cobit Foundation,
emitida pela ISACA. Tambm sou especialista em Planejamento e
Oramento Governamental e em Direito Constitucional. Aqui no
Estratgia Concursos, j ministrei e ministro cursos para vrios
certames, como CGU, Receita Federal, ICMS/PR, ICMS/SP, ISS/SP,
ICMS/RJ, ICMS/MS, ICMS/RS, ICMS/PE, ICMS/PI, ISS/Salvador, Banco
Central, MPU, IBAMA, ANS, Ministrio da Sade, Polcia Federal, MPOG,
PCDF, PRF, TCE-RS, AFT, ANCINE, TCDF, ANATEL, DATAPREV, Cmara dos
Deputados, TCU, Caixa Econmica Federal, cursos para Tribunais,
dentre outros. Alm disso, tambm ministro aulas presenciais em
diversos Estados, cujo feedback dos alunos tem me impulsionado a
continuar cada vez mais a ministrar aulas. Pois bem, sem mais
delongas, comecemos com Conhecimentos de software e hardware.
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HARDWARE e SOFTWARE 1. HARDWARE 1.1 Computadores consideraes
iniciais Nos dias atuais, o ser humano tornou-se mais dependente do
que nunca dos sistemas computacionais. Dentro de um carro, na palma
da mo (sim, os smartphones e tablets so computadores), no seu
ambiente de trabalho, em televisores inteligentes, nos videogames
de ltima gerao... difcil encontrar uma pessoa que no precise
interagir com uma mquina. S de curiosidade, voc lembra a ltima vez
que passou 24 horas sem interagir com um computador? At pra estudar
pra concurso voc precisa de um! Enfim, Desde j, importante ter em
mente a separao entre hardware e software. Computadores so
dispositivos eletrnicos que se destinam a receber e processar dados
para a realizao de diversas operaes. Tecnicamente, podemos definir
um computador como um conjunto de circuitos e componentes
integrados (hardware) que podem executar operaes com rapidez, ordem
e sistematizao em funo de uma srie de aplicaes (software),
orientados para interao com o usurio (peopleware). 00000000000
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O hardware so os componentes fsicos de um computador, tudo Teclado,
mouse, drives de DVD, placa-me, processador, discos rgidos...
Hardware: ilustrao Por seu turno, o software so os componentes
lgicos de um computador. So os programas e aplicativos que,
executados em uma mquina, desfrutam dos recursos do hardware para
realizar operaes e apresentar algum resultado. Estamos falando dos
sistemas operacionais (Windows, Linux), aplicativos (Word, Excel,
Firefox), jogos... Software: ilustrao Obs: Uma mdia com um programa
dentro um hardware que carrega um software. O CD em si apenas
hardware, e os arquivos que esto l dentro so o software.
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Por fim, aos seres humanos que interagem com os computadores dado o
nome de peopleware. As pessoas so a razo de ser da existncia das
mquinas, por enquanto..... at a Skynet assumir o controle, rs. (Se
voc no entendeu essa piada, por favor assista o filme Exterminador
do Futuro 2) 1.2 Arquitetura de von Neumann Os computadores, como
os conhecemos HOJE, so estruturados em cima da Arquitetura de von
Neumann. John von Neumann (1903-1957), matemtico hngaro, idealizou,
nos anos 40, o que viria a ser a arquitetura bsica de funcionamento
dos computadores. Embora um pouco antiga, e a despeito do avano
tecnolgico, tal arquitetura permanece sendo o fundamento bsico para
a constituio dos mais modernos computadores atuais. Diagrama
Simplificado de von Neumann Essencialmente, von Neumann idealizou
os seguintes componentes: 1) Dispositivos de entrada (teclado,
mouse) fornecero informaes ao computador, ou dispararo processos, e
seus resultados sero percebidos pelos dispositivos de sada
(monitor, impressora); 2) Uma unidade de memria, na qual dados e
instrues so armazenados; e 00000000000 00000000000 - DEMO
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3) Uma CPU (Central Processing Unit, ou Unidade Central de
Processamento), que ser o crebro do sistema; dentro dela, existir
uma 4) ULA (Unidade Lgica e Aritmtica), capaz de realizar clculos;
e uma 5) Unidade de Controle, para coordenar a comunicao da CPU com
os componentes externos a ela. Ainda, importante destacar a
existncia dos registradores, que so pequenas unidades de memria,
que permitem CPU realizar seus clculos internamente. Tanenbaum
tambm ilustra a arquitetura de von Neumann, evidenciando os
registradores. Arquitetura de von Neumann, por Tanenbaum Esta
imagem ainda nos mostra o barramento, que funciona como o canal de
comunicao entre os diversos dispositivos de um computador. Mas no
se preocupe, veremos tudo adiante. Enfim, para prosseguirmos no
estudo do hardware, necessrio compreender os principais componentes
de um computador. A partir dos prximos tpicos, comearemos o estudo
dos componentes mais relevantes. 00000000000 00000000000 -
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1.3 Placa-me um computador, eu me atrevo a dizer que a placa-me o
componente mais importante de uma mquina. Esta apenas uma opinio
pessoal, mas quero que voc preste ateno especial a este
dispositivo. A placa-me um conjunto de circuitos integrados,
organizados em uma placa, que permite a integrao entre a CPU e
todos os componentes, principais e/ou acessrios, que um computador
venha a possuir. Placa-me: ilustrao de componentes 00000000000
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As placas-me, como todo bom componente tecnolgico, evoluem
constantemente. Conectores e slots mudam conforme o surgimento de
novos padres de performance e conectividade. Sobre estes ltimos,
falaremos com mais propriedade quando falarmos de barramentos.
Ainda, cabe destacar que o fabricante do processador pode
influenciar o desenho e algumas caractersticas da placa-me. Por
exemplo, processadores Intel e AMD trabalham com memrias de
velocidades diferentes, e isso influencia o barramento que a placa
me ir possuir. Contudo, algumas caractersticas permanecem as
mesmas. Tomando a figura acima como exemplo, destaquemos alguns
componentes comuns s placas-me: Chipset: o chipset desempenha um
papel essencial para a placa- me, auxiliando no controle de trfego
que passa por ela. Via de regra, so dois estes controladores. O
chipset ponte norte controla o trfego que ocorre entre o
processador, a placa de vdeo e a memria RAM, alm de fornecer canal
para a comunicao com o chipset ponte sul. componente essencial para
a performance do computador, uma vez que liga os dispositivos que
exigem maior velocidade de comunicao. * Front Side Bus (FSB) o
barramento que intercomunica a CPU NorthBridge. pea chave para a
performance da mquina! 00000000000 00000000000 - DEMO
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Chipset ponte norte: ilustrao O chipset ponte sul controla o acesso
ao disco rgido, aos componentes onboard da placa-me e aos demais
dispositivos conectados nos slots da placa. Este chipset no
determina o desempenho da mquina, mas dir qual a sua capacidade de
conexo (n de portas USB, conexes SATA, PCI, etc...). CPU e
chipsets: ilustrao 00000000000 00000000000 - DEMO
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BIOS (Basic Input/ Output System Sistema Bsico de Entrada e Sada):
um programa (software) pr-gravado pelo fabricante da placa-me e
colocado em uma memria ROM (permanente), na placa-me do computador.
Quando um computador ligado, a BIOS que inicializa a mquina,
verificando as memrias, discos rgidos e sistema operacional do
computador inicializado. *Voc j configurou a BIOS do seu
computador? Pressionando DEL, F2 ou F8 (a depender do fabricante),
possvel verificar elementos bsicos, como a sequncia de BOOT da
mquina, ou at mesmo a velocidade que o processador trabalha.
Costuma-se chamar de placa-me onboard aquela que possui alguns
componentes integrados prpria placa. Para reduzir custos, alguns
computadores podem possuir placas de vdeo, placas de modem, placas
de rede ou placas de som integradas. Normalmente so componentes de
qualidade inferior queles que so colocados em placas-me offboard,
que precisam que tais placas acessrias sejam conectadas placa-me.
Alm disso, os componentes onboard sobrecarregam o processador,
diminuindo a performance da mquina como um todo. O nico componente
onboard que pode se conectar ponte norte de uma placa me a placa de
vdeo onboard RAM do computador para trabalhar, ocasionando perda de
performance. 00000000000 00000000000 - DEMO
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CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor Semicondutor
Complementar de xido-metal): uma memria complementar, que guarda as
informaes configuradas para a BIOS funcionar. Justamente por isso,
o CMOS precisa de uma bateria de relgio, para manter estas
informaes ativas, mesmo que o computador esteja desligado. 1.4
Unidade Central de Processamento (CPU) A Unidade Central de
Processamento (CPU), doravante chamada de processador chip
(circuito integrado), acoplado placa-me, responsvel por todos os
clculos do computador, processando dados, executando as instrues em
memria e integragindo com todos os componentes da mquina. No raro,
o componente mais complexo (e caro) de um computador.
Processadores: ilustrao A busca das instrues contidas em memria
realizada pela Unidade de Controle, e o clculo propriamente dito
(decodificao, interpretao) das instrues realizada pela Unidade
Lgica e Aritmtica, com o auxlio dos Registradores. 00000000000
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UC, ULA e Registradores: Ilustrao A velocidade de comunicao entre
os componentes internos do processador (UC, ULA, registradores), e,
ainda, a sua comunicao com a memria cache (vista mais adiante)
medida em ciclos por segundo. Um ciclo por segundo um Hertz, e esta
a unidade de medida de velocidade de um processador. Ex:
Processador Intel i7, 3.7Ghz. Os processadores com vrios ncleos,
teoricamente, podem executar mltiplas instrues ao mesmo tempo. A
depender da arquitetura, cada core (ncleo) pode ter registradores
prprios, e, inclusive, memria cache exclusiva. Contudo, ter dois
ncleos, por exemplo, no implica, necessariamente, no dobro de
velocidade. Isto porque depender da capacidade do programa que
estiver executando utilizar os ncleos. Alm Curiosidade: no incio
dos anos 2000, acreditava-se que, em poucos anos, os processadores
atingiriam a velocidade de 10GHz. Contudo, a alta frequncia destes
circuitos implicava em temperaturas muito elevadas. A soluo que a
indstria adotou, para continuar incrementando a performance de seus
processadores, foi o aumento do nmero de ncleos, ou seja, a colocao
de vrios processadores em um nico chip. Por isso que, atualmente,
os melhores processadores comerciais continuam a oferecer
velocidades que oscilam entre 2GHz e 4Ghz, ao invs de continuar a
subir as velocidades dos processadores. 00000000000 00000000000 -
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disso, depende tambm das tarefas (instrues) que est sendo
executada. Para compreender isto, vamos fazer uma analogia
simplria, a uma empresa com funcionrios. Carregar uma caixa por uma
distncia X pode levar a metade do tempo, se voc usar dois
funcionrios (cores) ao invs de um. Mas escrever um relatrio pode
levar o mesmo tempo, seja com um funcionrio ou dois. Afinal, se um
funcionrio ficar sentado olhando (ncleo ocioso) enquanto o outro
escreve, no ocorre ganho de produtividade. Utilizar todos os ncleos
de um processador multicore ao mximo um desafio para os
programadores de software, nos dias atuais. 1.4.1 Processadores
RISC e CISC Por mais complexo que sejam os programas e sistemas
operacionais, quando os dados so manipulados dentro da ULA do
processador, com o auxlio dos registradores, os processadores
trabalham com um conjunto limitado de instrues. Tais instrues podem
ser formuladas segundo duas filosofias, que acabam por implicar na
arquitetura dos processadores: a RISC e a CISC. Os processadores
RISC Reduced Instruction Set Computer trabalham com um conjunto
muito pequeno de instrues. Como consequncia, os programadores
possuem mais trabalho para desenvolver os seus programas, pois
precisam combinar as instrues simples para realizar tarefas
complexas. Os processadores CISC Complex Instruction Set Computer,
por sua vez, possuem um conjunto complexo de instrues guardado em
seu interior. Como consequncia, o trabalho do programador
facilitado, pois j existem instrues mais complexas para realizar
algumas tarefas. de ambas as filosofias, o chamado RCISC. Os
processadores considerados RISC utilizam algumas instrues
complexas, bem como os processadores CISC utilizam algumas instrues
reduzidas. 00000000000 00000000000 - DEMO
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Os processadores comerciais da Intel e AMD so considerados CISC. Os
processadores RISC foram moda na dcada de 80 e 90, por possurem
arquitetura mais simples, circuitos internos simplificados e serem
mais baratos. Exemplos de processadores RISC so o Alpha, da DEC, o
Sparc, da SUN, e o Power PC, da IBM. 1.4.2 Processadores de 32 bits
e 64 bits Voc j deve ter ouvido falar em aplicaes de 32 bits e 64
bits. Para entender essa evoluo, no custa nada eu contar uma
historinha rpida. Para os computadores domsticos, vigorou por muito
tempo a chamada arquitetura x86, na qual se baseou os processadores
286, 386, 486, Pentium, Pentium II, AMD K6, K6-2, e afins. Palavra,
por assim dizer, o tamanho mximo de bits com o qual o processador
poderia trabalhar de uma vez s. Seja para fazer uma operao de soma,
subtrao, enfim, o processador apenas conseguia Palavra de 32 bits:
ilustrao Contudo, para poder se comunicar com a memria RAM, o
processador se vale dessa palavra para apontar os endereos de
memria. Com uma palavra de 32 bits, operando em binrio, implica em
4GB (Gigabytes) de RAM! Com o avanar das configuraes dos
computadores, percebeu-se que manter a palavra de 32bits seria
insustentvel no longo prazo. Por isso, surgiu a arquitetura x64,
capaz de lidar com palavras de 64bits. Alm de resolver, por ora, o
problema de memria [64 bits permitem trabalhar com at 16TB
(Terabytes) de RAM, em tese], palavras mais extensas aumentam o
poder de clculo do processador. Por isso, sistemas 00011000
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operacionais e aplicativos mais novos, para desktops, notebooks e
celulares, esto migrando para os 64 bits. E, no custa destacar,
arquiteturas de hardware de 64 bits so retrocompatveis com software
de 32 bits. 1.4.3 Processadores comerciais A indstria de
processadores para computadores e notebooks domsticos correndo por
fora ocupando uma pequena fatia do mercado. No focaremos na
indstria para smartphones e tablets, nem no universo Apple, que
possui arquitetura prpria para seus produtos (a Apple fabrica seu
prprio hardware e software). Seus principais processadores so:
Intel i3, i5 e i7 linha nobre Intel Celeron baixo custo Intel Xeon
para servidores Intel core 2 Duo e core 2 Quad mais antigos Intel
Pentium IV - obsoleto AMD FX linha nobre AMD Opteron para
servidores AMD Sempron, Phenom II, Athlon mais antigos AMD K6-3,
K6-2 - obsoleto 00000000000 00000000000 - DEMO
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Os processadores mais modernos da Intel da linha domstica adotam a
pinagem Socket R, conhecido como o padro LGA 2011, enquanto a AMD
usa a pinagem Socket AM3+. As pinagens podem variar conforme isa
prestar ateno na compatibilidade entre a pinagem (nmero e
posicionamento dos pinos) do soquete da placa-me com o processador.
Pinagem Socket R (esquerda) e Socket Am3+ (direita): ilustrao De
qualquer forma, sempre interessante entrar nos sites:
http://ark.intel.com/pt-br; e
http://www.amd.com/pt-br/products/processors; para manter-se
atualizado a respeito dos ltimos lanamentos de processadores. L,
ainda, voc pode conhecer um pouco mais sobre as especificaes
tcnicas dos mesmos. interessante que o usurio final tenha em mente
que no apenas a velocidade do processador que dita o desempenho da
mquina. A velocidade do processador diz apenas a velocidade com a
qual o processador efetua seus clculos internos. Podemos elencar
alguns outros fatores relevantes, tais como: 00000000000
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O clock da memria (velocidade com a qual o processador troca dados
com a memria RAM); O tamanho da memria cache (memria de alta
performance, troca dados com o processador na velocidade do prprio
processador); Tamanho da memria RAM, velocidade do disco rgido,
etc... Contudo, supostas demais condies iguais, ou simplesmente
ceteris paribus, no bom dialeto concurseiro, podemos afirmar que:
Quanto maior o clock do processador, mais rpida a mquina; Quanto
mais ncleos tiver o processador, melhor a sua performance; Quanto
maior for a memria cache, mais rpido ser o processador; Quanto
maior for o clock do FSB (Front Side Bus), melhor o desempenho da
mquina; Quanto maior for o clock da memria, melhor o desempenho da
mquina; Essas dicas so bacanas, tanto para questes de concursos,
quanto para sua vida pessoal, na hora de escolher um computador.
Concorda comigo? 1.4.4 Processadores ARM Os processadores ARM
(Advanced RISC Machine) so a categoria de processadores utilizadas
atualmente por smartphones e tablets. Embora esses processadores no
possuam a mesma performance que um x86 ou x64 podem oferecer, esses
dispositivos so muito menores e consomem muito menos energia. Podem
ser 32 ou 64 bits, e tambm podem ser multicore. 00000000000
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Processador ARM: ilustrao Alguns processadores ARM conhecidos so o
Samsung Exynos e a srie A dos processadores do iPhone (A7, A8,...).
J comearam a fabricar processadores ARM para servidores. E no me
surpreenderei, se, um dia, essa arquitetura dominar o mercado. 1.5
Memrias e dispositivos de armazenamento Na arquitetura von Neumann,
a memria aquele elemento do computador no qual as informaes esto
armazenadas, e podem ser acessadas e modificadas pela CPU, ao
realizar as suas operaes. Em uma mquina, existem diversos nveis de
memria funcionando simultaneamente, com as quais o processador
intercambia dados. Tais memrias costumam ser classificadas sob a
tica de uma Pirmide, em termos de custo, desempenho e capacidade de
armazenamento: Pirmide das memrias: ilustrao 00000000000
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Sobre cada uma dessas memrias, ns veremos a seguir. 1.5.1
Registradores Os registradores so memrias de altssima velocidade,
integradas ao processador, utilizadas para a realizao interna de
clculos pela ULA. Sua quantidade e tamanho variam de acordo com
cada processador, mas, para voc ter uma ideia, a ordem de grandeza
de um registrador est na casa dos bytes. um tipo de memria
carssimo. Afinal de contas, se fosse barato, seriam bem maiores!
Registradores: ilustrao. Os registradores so considerados volteis,
pois apenas armazenam informao quando energizados, ou seja, com o
computador ligado. 1.5.2 Memria cache A memria cache uma memria
intermediria, situada logicamente entre o processador e a memria
RAM. Sua finalidade reter os blocos de instrues mais utilizados
prximo ao processador, diminuindo a necessidade de acesso memria
RAM. Fisicamente, ela pode ficar dentro ou fora do processador, a
depender de seu tipo. 00000000000 00000000000 - DEMO
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Atualmente, a memria cache recebe a seguinte classificao: Tipo de
memria Descrio Localizao L1 muito pequena, prxima CPU, e a mais
rpida dentre os tipos de cache Dentro do chip do processador L2
maior e mais lenta que a L1 Dentro ou fora do chip processador L3
maior e mais lenta do que a L2 Fora do processador, colocado na
placa-me exo do avano dos processadores, e duvido que uma L4 no
esteja a caminho. Com o avano dos processadores multicore, as
arquiteturas de processadores tm dedicado a memria L1 para cada
ncleo e utilizando a memria L3 de maneira compartilhada para todos
os ncleos. Quanto memria L2, tem processador que compartilha a L2
por grupos de ncleos, outros colocam a L2 compartilhada para todos,
enfim, varia muito com o nvel de performance e preo que o
fabricante almeja. Afinal, se a memria cache mais barata do que os
registradores, elas permanecem como memrias caras. Distribuio de
memria cache em uma CPU com 4 ncleos: ilustrao. O princpio de
funcionamento das memrias cache elementar: quando a CPU precisa de
uma informao na memria, primeiro ele 00000000000 00000000000 -
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acessa a memria L1; caso no encontre, ele busca na L2 e assim
sucessivamente; caso a informao no esteja em cache algum, a sim ele
vai buscar a informao na memria RAM. Antes que voc pergunte: SIM, a
performance do processador bem melhor tentando achar as informaes
em cache, do que se houvesse apenas a memria RAM para buscar
diretamente. O tamanho da memria cache dos processadores varia
bastante. Atualmente, os cache L1 continuam na casa dos kilobytes,
mas j temos memrias L3 passando dos 30 megabytes de tamanho (famlia
Xeon da Intel). interessante aproveitar o momento que estamos
falando de memria cache para apresentar uma variao da Arquitetura
de von Neumann, a chamada Arquitetura Harvard. As operaes em um
processador envolvem dados e instrues (tambm chamados operandos).
Na Arquitetura clssica de von Neumann, existe uma nica memria e um
nico barramento para acessar essa memria, e o acesso a dados e
instrues ocorre em um nico meio. Na Arquitetura Harvard, memrias
exclusivas para dados e memrias exclusivas para instrues,
permitindo o acesso simultneo a ambos, por meio de barramentos
distintos. Assim sendo, possvel ter um desempenho melhor, pois o
processador pode ler instrues e executar outras ao mesmo tempo
(tcnica conhecida como pipelining). Arquitetura von Neumann x
Arquitetura Harvard: ilustrao. 00000000000 00000000000 - DEMO
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da destinao de caches exclusivos para dados e caches exclusivos
para instrues. Os processadores ARM so exemplos tpicos de
dispositivos que utilizam a arquitetura Harvard. Os
microcontroladores com arquitetura Harvard so tambm conhecidos como
"microcontroladores RISC" (Computador com Conjunto Reduzido de
Instrues), e os microcontroladores com uma arquitetura Von-Neumann,
de "microcontroladores CISC" (Computador com um Conjunto Complexo
de Instrues). Von Neumann Harvard Memria e Barramento nico para
dados + instrues Memria + Barramento para dados Memria + Barramento
para instrues Melhor performance para execuo de instrues
(pipelining) microcontroladores CISC microcontroladores RISC 1)
(FCC TRT/1 Regio Tcnico Judicirio Tecnologia da Informao - 2014) A
arquitetura de computadores conhecida como de Ha von Neumann (A)
pelo fato de, os processadores baseados na primeira arquitetura
possuirem um conjunto de instrues com muitas instrues, que so
executadas cada uma com um tempo caracterstico, consumindo vrios
ciclos de relgio. (B) pelo fato de, os processadores baseados na
primeira arquitetura seguirem o modelo CISC, ou Computador com um
Conjunto Complexo de Instrues. (C) por exigir mais tempo na execuo
das instrues de um programa tpico. (D) por possuir apenas trs
blocos em sua composio: memria, unidade lgica e aritmtica e unidade
de controle. 00000000000 00000000000 - DEMO
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(E) por possuir memrias especficas para dados e para instrues, cada
uma com seu barramento de dados especfico. Analisando as
alternativas: a) Errado. So os processadores von Neumann que so
conhecidos como processadores CISC; b) Errado. Idem primeira
explicao; c) Errado. Por possuir barramentos distintos para memria
e dados, levam menos tempo para executar instrues; d) Errado. Essa
a composio da Arquitetura von Neumann; e) Correto. Essa a principal
diferena, que caracteriza a Arquitetura Harvard. Resposta certa,
alternativa e). 1.5.3 Memria de acesso aleatrio - Random Access
Memory (RAM) A memria RAM a memria responsvel por armazenar tudo
que est em execuo, quando o computador est ligado. Ou seja, tambm
uma memria voltil. Sua principal caracterstica precisar receber
pequenos pulsos eltricos com frequncia para preservar os dados.
como se ela fos Existem os seguintes tipos de memria RAM: Dynamic
RAM (RAM Dinmica) a memria utilizada como principal, no computador.
Aquela qual fazemos aluso, quando nos referimos configurao de uma
mquina. Por exemplo: Computador X, processador i7, 8 GB de memria,
2 TB de disco. A quantidade de memria principal disponvel em um
computador comum dispara em relao s memrias vistas anteriormente
(cache, registradores). Afinal de contas, as mquinas atuais,
inclusive os smartphones, possuem memria RAM na ordem de grandeza
dos Gigabytes. 00000000000 00000000000 - DEMO
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A DRAM uma memria que evoluiu muito com a arquitetura dos
computadores. J existiram FPM RAM, EDO RAM... mas o padro que
vigora atualmente a SDRAM, Syncronous Dynamic RAM. A SDRAM uma
memria cuja principal caracterstica possuir uma frequncia de operao
(clock), sincronizado com o barramento do sistema. Dentro do
universo SDRAM, j houve o padro SIMM, DIMM. Contudo, o padro que
vigora atualmente o DDR, Double Data Rate, chamada assim por causa
da largura dupla de banda, permitindo maior envio de dados por
clock. SDRAM: ilustrao. Curiosidade: Atualmente, o padro DDR o
DDR4. No sei se voc j prestou ateno, mas as memrias DDR SDRAM
possuem um clock associado. Ex: Memria Kingston (fabricante) 4GB
DDR3 2133Mhz. Isto quer dizer que esta memria conseguir trocar
informaes com o processador a 2133Mhz, caso o barramento de memria
desse computador suporte tal velocidade. Pouca gente presta ateno,
mas a velocidade do Front Side Bus e do barramento de memria de uma
mquina so fundamentais para o desempenho da mesma. Por muitos anos,
a estratgia da AMD para ganhar mercado era comercializar
computadores com processadores de clock similar aos da Intel, mas
com FSB e memrias de clock mais lento. Isso levava a mquinas mais
baratas e competitivas. E, como os usurios, no final da dcada de 90
e incio dos anos 2000, apenas se preocupavam com o tamanho da
memria RAM e com a velocidade do processador, a AMD avanou (e
sobreviveu) no mercado. Muita gente 00000000000 00000000000 -
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Static RAM (RAM Esttica) o tipo de memria utilizada na memria
cache. Naturalmente, muito mais veloz (e cara) do que a DRAM. Vdeo
RAM uma memria prpria para placas de vdeo, variante da DRAM. Nas
placas de vdeo onboard, inclusive, esta memria pode ser subtrada da
prpria memria DRAM. Como principal caracterstica, a memria de vdeo
consegue jogar dados para um monitor ao mesmo tempo que troca dados
com o processador. Atualmente, a arquitetura das placas de vdeo
mais profissionais, voltadas para aplicaes grficas e jogos, so cada
vez mais complexas, possuindo memria e processadores prprios. QUAL
A MEMRIA PRINCIPAL DO COMPUTADOR? A memria principal do computador
aquela composta por todos os programas em execuo. muito comum citar
apenas a memria RAM como sendo a principal, uma vez que sua ordem
de grandeza bem maior que as demais. Porm, sendo literal, compem a
memria principal do computador a ROM, os registradores, a memria
cache e a memria RAM. 00000000000 00000000000 - DEMO
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2) (FCC SEFAZ/PI Auditor Fiscal 2015) Considere a seguinte descrio
de componentes de computadores encontrada em um site de comrcio
eletrnico: Intel Core i7-5960X 3.0GHz 20MB LGA 2011 V3 DDR4 2133MHz
BX80648I75960X DDR4 2133MHz refere-se configurao (A) do HD. (B) da
Memria RAM. (C) da memria cache. (D) do Processador. (E) do monitor
de vdeo. DDR4 um padro de memria RAM, e 2133Mhz a sua frequncia.
Resposta certa, alternativa b). 1.5.4 Memria Virtual Teoricamente,
todos os programas em funcionamento, em um computador ligado,
deveriam estar carregados na memria DRAM. a memria fsica nem sempre
suficiente para executar todos os programas, reserva no disco rgido
um espao que funciona como um prolongamento da memria RAM. A essa
memria adicional d-se o nome de memria virtual. Logo quando o
computador inicia, o Sistema Operacional cria a memria virtual. Por
ficar no disco rgido do computador, ela ainda mais lenta do que a
memria DRAM. Seu objetivo evitar que a memria DRAM se esgote e
falte memria para o computador trabalhar. 00000000000 00000000000 -
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Para minimizar a perda de performance, existem algumas tcnicas para
a implementao da memria virtual. So elas: 1) Paginao: tcnica de
gerncia de memria onde o espao de endereamento virtual e o espao de
endereamento real so divididos em blocos do mesmo tamanho chamados
pginas. O objetivo manter as partes (pginas) de um programa mais
utilizadas na DRAM, e as menos utilizadas no disco rgido. 2)
Segmentao: tcnica de gerncia de memria onde o espao de endereamento
virtual dividido em blocos de tamanhos diferentes chamados
segmentos. Mesma finalidade da paginao. 3) Segmentao com paginao: o
espao de endereamento dividido em segmentos, e estes, por sua vez,
por pginas. disco exclusivamente para a memria virtual, chamado de
swap. Swap o nome dado troca de arquivos da memria virtual para a
DRAM, e vice versa. 1.5.5 Memria somente leitura (ROM Read Only
Memory) A memria ROM um tipo de armazenamento no-voltil, feito para
preservar a informao mesmo na ausncia de alimentao. Chip da BIOS em
placa-me: exemplo tpico de memria ROM 00000000000 00000000000 -
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Antigamente, a associao mental para ROM era saber que seus dados no
poderiam ser apagados. Veremos, na classificao abaixo, que esta no
mais uma verdade absoluta. Os principais tipos de memria ROM so:
PROM (Programmable Read Only Memory) Memria que s pode ser escrita
uma nica vez. Os chips de BIOS, antigamente, usavam esse tipo de
memria. EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory) Memria
regravvel, por meio de luz ultravioleta. EEPROM (Electrically
Erasable Programmable Read Only Memory) Memria regravvel
eletricamente. FEPROM (Flash Erasable Programmable Read Only
Memory) Evoluo da memria EEPROM, que consome menos energia eltrica
para gravao. Os chips de BIOS evoluram da PROM at a FEPROM.
Atualmente, possvel atualizar as BIOS dos computadores, fazendo
download de software prprio do fabricante. CD-ROM (Compact Disc
Read Only Memory) O famoso CD, que no permite modificaes em seu
contedo. DVD-ROM (Digital Versatile Disc Read Only Memory) O DVD,
que no permite modificaes em seu contedo. BD-ROM (Blu-Ray Disc Read
Only Memory) O Blu-Ray, que no permite modificaes em seu contedo.
1.5.6 Memria secundria ou auxiliar A finalidade deste tipo de
memria o armazenamento no-voltil e mais extenso de dados e
informaes. 00000000000 00000000000 - DEMO
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O armazenamento secundrio muito mais barato e extenso. Como
consequncia, o tempo de acesso e a velocidade de fluxo de dados
mais lenta do que na memria principal, cache e registradores. Podem
compor o armazenamento secundrio: Disco rgido, HDD (hard disk
drive), winchester, ou simplesmente HD; CDs, DVDs; Pendrives,
cartes de memria; Discos rgidos externos; Blu-Ray Enfim, voc captou
o esprito. O mais importante aqui voc no se esquecer que o HD no
faz parte da memria principal! Ele memria secundria. 1.5.7
Comparativo entre memrias De maneira grosseira, utilizando alguns
parmetros como referncia, essa seria uma boa maneira de assimilar
os diversos tipos de memria em um computador: Memria Velocidade
Volatil idade Custo Local Ordem de Grandeza Registrador
absurdamente alta sim muito alto processador Bytes Cache muito alta
sim alto dentro ou fora do processador Kilobytes/ Megabytes RAM
alta sim mdio placa-me GigaBytes Secundria (HD, DVD) mdia/baixa no
baixo conectado externamente Gigabytes/Terabytes 00000000000
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CONSIDERAES FINAIS E finalmente encerramos a aula demonstrativa! A
continuao desse assunto e a respectiva bateria de exerccios
encontram-se na prxima aula. Espero rev-lo, como um aluno (a)
efetivo (a). Rumo aprovao! Victor Dalton 00000000000 00000000000 -
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