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Hardware para Microcomputadores Profa. MsC. Leda Mara Cadore

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Hardware para Hardware para MicrocomputadoresMicrocomputadores

Profa. MsC. Leda Mara Cadore

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• O que é Hardware?

• Divisão – Sistema central– Periféricos

• Roteiro1 Sistema Central2 Periféricos3 Representação de Dados na Memória4 Tipos de Memória5 Unidades de Entrada6 Unidades de Saída

Hardware para Microcomputadores

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1. Sistema Central

• Localização: Gabinete• Composto por circuitos eletrônicos

(ou integrados)• Principal: CPU

– Gerencia todas as funções do sistema

– Processador ou Microprocessador– Consiste num circuito integrado

(chip)

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1. Sistema Central

• Esquema básico do hardware

Unidadede

Entrada Unidadede

Saída

Processamentoe

Controle

Armazenamento

Secundário

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1. Sistema Central

Unidade de Entrada

Unidade de Saída

Memória Auxiliar

Periféricos

Sistema

Central

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1. Sistema Central

Unidade de

SaídaUnidade de

Entrada

Memória Auxiliar

Sistema Central

CPU

MemóriaPrincipal

UC

ULA

“Cérebro” do Computador

Armazena dados e programas necessários para a realização de um

trabalho

Realiza as operações lógicas e aritméticas

Comanda as outras unidades

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1. Sistema Central

Unidade de

Saída

Unidade de Entrada

Memória Auxiliar

Sistema Central

CPU

UC

ULA

Memória Principal

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1. Sistema Central

Unidade de

Saída

Unidade de Entrada

Memória Auxiliar

Sistema Central

CPU

MemóriaPrincipal

UC

ULA

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1. Sistema Central

Unidade de

Saída

Unidade de Entrada

Memória Auxiliar

Sistema Central

CPU

MemóriaPrincipal

UC

ULA

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1. Sistema Central

Unidade de

Saída

Unidade de Entrada

Memória Auxiliar

Sistema Central

CPU

MemóriaPrincipal

UC

ULA

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1. Sistema Central

Unidade de

Saída

Unidade de Entrada

Memória Auxiliar

Sistema Central

CPU

MemóriaPrincipal

UC

ULA

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1. Sistema Central

Unidade de

Saída

Unidade de Entrada

Memória Auxiliar

Sistema Central

CPU

MemóriaPrincipal

UC

ULA

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1. Sistema Central

• Barramento– Meio utilizado para transferir informações

(sinais) de um componente para outro do computador

– Padrões: • ISA (16 bits) • VLB (32 bits) • PCI (64 bits)

• CPU é um circuito eletrônico– Distingue dois estados– 1 ou 0 (linguagem da máquina)

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1. Sistema Central

• Atividades regidas por ciclos

– Tempo mínimo para execução de uma tarefa

– Uma instrução n ciclos (ex.: soma)

– Clock (relógio ou freqüência): indica o número de ciclos que a CPU executa em um segundo

– Unidade de medida do clock: MHz (milhões de ciclos por segundo)

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2. Periféricos

• Fazem a comunicação homemmáquina– Computador: linguagem de máquina– “Tradução”

• São periféricos– Unidade de Entrada (teclado, mouse)– Unidade de Saída (monitor, impressora)– Memória Auxiliar (fitas, discos rígidos, discos

flexíveis)

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2. Periféricos

• Observação

Memória Auxiliar X Memória Principal

Não volátil Volátil

Custo menor Custo maior

Mais lenta Mais rápida

Maior capacidade Menor capacidade

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3. Representação de Dados na Memória

• A memória principal e a auxiliar possuem uma unidade de medida

• BIT x BYTE– BIT (Binary digiT): menor unidade de

informação que pode assumir dois valores (1/0)

– BYTE: agrupamento de 8 bits; normalmente corresponde a um caracter

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3. Representação de Dados na Memória

• O que é sistema binário?– Sistema composto por apenas dois símbolos

(0/1)

• Conversão de um caracter para o sistema binário?– 8 combinações– 1 caracter = 1 byte = 8 bits– 1 bit - 2 caracteres– 8 bits - 28 caracteres– n bits - 2n caracteres

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3. Representação de Dados na Memória

• Unidade de medida para quantificar a memória principal e indicar a capacidade de armazenamento são os múltiplos do byte

– K, KB quilobyte (mil) 210 1.024 bytes

– M, MB megabyte (milhão) 220

1.048.576 bytes

– G, GB gigabyte (bilhão) 230 1.073.741.824 bytes

– T, TB terabyte (trilhão) ...

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• Memória– Conjunto de elementos eletrônicos

usados para armazenar dados e instruções

• Divisão– Memória Principal– Memória Auxiliar

4. Tipos de Memória

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4. Tipos de Memória

• Memória Principal

– Composta por dois circuitos eletrônicos

– RAM (Random Access Memory)• Memória de trabalho• Volátil• Permite gravação e leitura

– ROM (Read Only Memory)• Usada para fins específicos (só é lida pela

CPU)• Não volátil• Só leitura (conteúdo gravado pelo fabricante)

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4. Tipos de Memória

• Tipos de RAM– DRAM (dinamic RAM)

• Circuito mais simples• Lenta• Armazenamento de cargas elétricas em capacitores que

perdem a carga • Conteúdo deve ser renovado centenas de vezes por

segundo (refresh)

– SRAM (static RAM)• Circuito mais complexo• Extremamente rápida• Baixo consumo de energia• Embora volátil, só perde o conteúdo se o computador for

desligado• Alto custo (cache e placa mãe)

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4. Tipos de Memória

• Siglas– SIMM (Single in line Memory Module)

• Módulo de conexão da DRAM à placa-mãe• 72 pinos• Velocidade: 60-80 ns (bilionésimo de

segundo)– DIMM (Dual in line Memory Module)

• Módulo de conexão da DRAM à placa-mãe• 168 pinos• Velocidade: 50-60 ns

– EDO RAM (Extended Data Output RAM)• Saída de dados estendida• Módulo que permite uma freqüência

superior– SDRAM (Synchronous DRAM)

• Usada em placas-mãe de última geração• Sincronizada com a CPU

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4. Tipos de Memória

• Tipos de ROM– ROM (Read Only Memory)

• Programável durante a fabricação• Baixo custo para grandes volumes• Tempo de vida longo

– PROM (Programmable ROM)• Programável após a fabricação• Uma vez programada não pode ser modificada

– EPROM (Erasable PROM)• Conteúdo apagado e regravado - Ultravioleta• Custo alto

– EEPROM (Electrically EPROM)• Apagável eletricamente• Custo alto

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4. Tipos de Memória

• Memória Auxiliar

– Em relação à memória principal• Mais lenta• Custo menor• Não volátil• Maior capacidade de armazenamento

– Mecanismos de acesso seqüencial ou direto

– Usadas para armazenamento de informações e programas e para fazer backup

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4. Tipos de Memória

• Tipos de memória auxiliar– Cartão e fita de papel perfurados (obsoletos)– Disco flexível

• 8” (430/1.2 KB); 5.25” (360/1.2 KB); 3.5” (720/1.44 KB)• ZIP (100/250 MB); JAZZ (1/2 GB)

– Disco rígido (HD)• Winchester, removível

– Fitas• Carretel (±40 MB), cartucho, cassete• DAT - Digital Audio Tape (até 8 GB)

– Óticas• CD-ROM(650 MB),CD-R(Recordable)/WORM(Write-Once

Read-Many)• DVD: Digital Video Disk Digital Versatile Disk (4.7 GB)

– Cartão de memória• EEPROM • PCMCIA - Personal Computer Memory Card International

Association (±200 MB)

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4. Tipos de Memória

• “Outras” memórias– Memória Virtual

• Conjunto de endereços da memória principal passa a ser maior que a quantidade real

• Combina a memória auxiliar e a principal• Troca de dados entre disco e memória: swapping

– Memória Cache• Dispositivo especial de memória, de alta velocidade, com a

função de abrigar o que é mais solicitado• Aumenta: taxa transferência e velocidade processador• Localização “lógica”: entre o processador e a memória

principal• Localização “física”: interna (dentro do microproces-sador)

ou externa (chips adicionais instalados na placa mãe)

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5. Dispositivos de Entrada e Saída

• Concretizam comunicação homemmáquina

• Meio X Dispositivo– Meio: onde a informação está armazenada– Dispositivo: equipamento que manipula o meio

• Entrada/Saída, Entrada, Saída

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5. Dispositivos de Entrada e Saída

• Monitores– Entrada: touchscreen

– Tipos• Coloridos ou monocromáticos

• CRT x Cristal Líquido (tela plana)

• Qualidade: CGA, VGA, SuperVGA

• Dot pitch, Entrelaçado X Não Entrelaçado

• Unidade de fita magnética

• Cartão perfurado

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5. Dispositivos de Entrada e Saída

• Unidade de disco magnético

• Unidade de disco ótico

• Modem e Fax/Modem

– Unidade de comunicação do micro com a linha telefônica

– Pode ser interno ou externo

– Velocidade: kbps

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6. Dispositivos de Entrada

• Teclado

• Teclado de funções programáveis ou teclado alfanumérico

• Caneta luminosa - light pen – Identificação de elementos da tela – Detecção de luz

• Trackball

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6. Dispositivos de Entrada

• Mouse

– Mecânico

– Ótico (transmissão infravermelho -estações de trabalho)

– Touch pad

– Sem fio (transmissão sinal de rádio)

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6. Dispositivos de Entrada

• Alavanca ou joystick

• Scanner– Mesa / Mão

– Monocromático / Colorido

– Tridimensional

– OCR (Optical Character Recognition -transforma texto em arquivo editável)

– DPI (Dots Per Inch ou Ppp)

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6. Dispositivos de Entrada

• Digitalizador de vídeo

• Digitalizador espacial

• Painel ou mesa sensível ao toque - touch panel

• Mesa digitalizadora

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6. Dispositivos de Entrada

• Luva eletrônica

– Data Glove

– Luva com esqueletos externos

• Data suit (rastreador de movimentos)

• Leitora de código de barras

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6. Dispositivos de Entrada

• Dispositivos de rastreamento - tracking devices

• Câmaras digitais

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7. Dispositivos de Saída

• Traçadores gráficos ou Plotters

– De mesa

– Tambor

– Eletrostático

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7. Dispositivos de Saída

• Impressoras de impacto ou matriciais – Agulhas– Velocidade: CPS (Character per Second)

– Baixa resolução

• Impressoras a jato de tinta – Velocidade: PPM (Page Per Minute)

– Resolução: DPI (Dots Per Inch)

• Impressoras a laser – Ótima qualidade– Muita memória

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7. Dispositivos de Saída

• Impressoras de transferência térmica – Lenta, mas com qualidade excelente– Tinta: “aquecida”– Papel especial

• Impressoras dye-sublimation – Tinta: “forma gasosa” – Papel especial

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7. Dispositivos de Saída

• Registrador fotográfico • Stereo Glasses

– Visão estereoscópica– Óculos com lentes de cristal líquido capazes de

bloquear a visão quando necessário

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• Head Mounted Displays - HMD– Duas pequenas telas– Fone de ouvido

• Dispositivos Geradores de Sensação de Tato e de Força (haptic displays)– Realidade virtual – Tato: geometria, textura e temperatura – Força: peso e maciez ou dureza

7. Dispositivos de Saída

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8. Evolução dos Microcomputadores

• Histórico dos processadores (Intel)– PC XT (eXtended Technology)– PC AT (Advanced Technology)

– Pentium• Observação

– Co-processador Aritmético: processador encarregado de fazer cálculos

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8. Evolução dos Microcomputadores

Modelo MHz Características

PC XT 4,77/12 Lento e limitado; drive de 5,25”

PC AT 286 25 16 bits; drives 5,25” e 3,5”

PC AT 386 SX 25/40 16/32 bits; ambiente gráfico

PC AT 386 DX 33 32 bits

PC AT 486 SX 33/60 32 bits; sem co-processador; drive CD

PC AT 486 DX 33/60 32 bits; com co-processador

PC AT 486 DX2/4 66/100 32 bits; circuito overdrive

Pentium 60/166 64 bits

Pentium MMX 166/333 64 bits; MultiMidiaeXtensions; novasinstruções

Pentium PRO 200 64 bits; SISC e RISC

Pentium II 233/450 Pentium PRO + MMX

Celeron 266/300 Substituto do MMX; desempenhoinferior ao Pentium II

Pentium III 450/500 Sucessor Pentium II, mais 70 novasinstruções

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