HW-1

ELEMENTOSELEMENTOSDADA

INFORMÁTICAINFORMÁTICA

HW-2

COMPONENTES DE HARDWARE DO COMPUTADORCOMPONENTES DE HARDWARE DO COMPUTADOR

HW-3

Memória

Unidade deControle

UnidadeAritmética /

Lógica

Área de Armazenamento deRegistro

Dispositivos de Processamento

Dispositivos deComunicação

Dispositivos de Entrada

Dispositivos de Saída

Armazenamento Secundário

Componentes deComponentes deHardware doHardware doComputadorComputador

HW-4

UNIDADE CENTRAL DE PROCESSAMENTOUNIDADE CENTRAL DE PROCESSAMENTO

Responsável pelo gerenciamento de todas as funções do sistemaÉ o cérebro da máquina

HW-5

MEMÓRIAMEMÓRIA

Armazena dados que foram ou serão processados na UCP

HW-6

MEMÓRIA DO COMPUTADORMEMÓRIA DO COMPUTADOR

HW-7

Necessita de energiaelétrica p/manter asinform. armazenadas

Conteúdo permanentegravado pelo fabricantedo computador

(Secundária, Externa ou de Massa)

Memória Útil = RAM - { (Espaço do S.O) + (Utilitários) + + (Linguagem*) } (*) P/programa não compilado

O saldo é utilizado pelo aplicativo e/ou dados

CARACTERÍSTICAS :• Capacidade de rearmazenamento• Quantidade armazenável• Tamanho• Tempo de acesso• Taxa de transferência

MEMÓRIA DO COMPUTADORMEMÓRIA DO COMPUTADOR

HW-8

REPRESENTAÇÃO DE DADOSREPRESENTAÇÃO DE DADOS

BIT (BInary digiT) 0 1 Desligado Ligado OFF ON

BIT é a menor unidade de dados física e-ou sua representaçãológica em computadores digitais

BYTE é um conjunto de bits - por convenção é um grupo de 8 bits (28 = 256 combinações). Equivale a um caractere, ou seja, uma unidade básica de representação/armazenamento de informação.

PALAVRA (WORD) da UCP é a quantidade de bits que ela processa por vez (operação ou ciclo)

HW-9

PADRÕES DE REPRESENTAÇÃO DE DADOSPADRÕES DE REPRESENTAÇÃO DE DADOS

• BCD (Binary Coded Decimal) - Código antigo de representação de caracteres de 6 bits (64 combinações)

• EBCDIC (Extended Binary Coded Decimal Interchange Code) - Código de 8 bits (256 combinações) utilizado em sistemas maiores

• ASCII (American Standard Code for Information Interchange) - Código utilizado por praticamente todos os pequenos sistemas

• No Brasil, a ABNT e a ABICOMP (Associação Brasileira da Indústria de Computadores e Periféricos) recomendam como padrão o ASCII com pequena adaptação para caracteres acentuados em português

• No ASCII, o “Caractere” que corresponde a cada código varia dependendo da fonte de letra e do software utilizado

HW-10

ARMAZENAMENTO DE DADOSARMAZENAMENTO DE DADOS

Para quantificar a memória principal / auxiliar do equipamento e medir a capacidade de armazenamento são utilizados múltiplos de “Bytes”

UNIDADES DE MEDIDA

UNIDADE ABREVIAÇÕES REPRESENT. VALOR

Byte b ou B 20 1 b

Kilobyte Kb 210 1.024 b

Megabyte Mb 220 1.048.576 b

Gigabyte Gb 230 1.073.741.824 b

Terabyte Tb 240 1.099.511.627.776 b

Petabyte Pb 250 1.125.899.906.842.624 b

HW-11

TIPOS DE MEMÓRIA PRINCIPALTIPOS DE MEMÓRIA PRINCIPAL

HW-12

TIPOS DE MEMÓRIA AUXILIARTIPOS DE MEMÓRIA AUXILIARTIPOS DE MEMÓRIA AUXILIAR

HW-13

PERIFÉRICOSPERIFÉRICOS

São as unidades de entrada e saída do computador

HW-14

ENTRADAS DO COMPUTADORENTRADAS DO COMPUTADOR

HW-15

SAÍDAS DO COMPUTADORSAÍDAS DO COMPUTADOR

HW-16

TIPOS DE IMPRESSORASTIPOS DE IMPRESSORAS

HW-17

PADRÕES DE VÍDEOPADRÕES DE VÍDEO

HW-18

PORTA SERIALPORTA SERIAL

Conexão entre periféricos e UCP (lenta)

HW-19

PORTA PARALELAPORTA PARALELA

Conexão entre periféricos e UCP (rápida)

HW-20

Unidade de Controle Unidade Aritmética e Lógica (ALU)

Registros

Memória

Tempo-I Tempo-E

(1) Busca

(2) Decodifica

(4) Armazena- mento

(3) Executa

Dispositivo de Processamento

EXECUÇÃO DE UMA INSTRUÇÃOEXECUÇÃO DE UMA INSTRUÇÃO

Tempo-I é Tempo de InstruçãoTempo-R é Tempo de ExecuçãoCiclo de Máquina = (Tempo-I) + (Tempo-R)

HW-21

Como a Informação é Processada Como a Informação é Processada

Via

(B

us

)

Via

de

Da

dos

(D

ata

Bu

s)

Via

de

End

ereç

os (

Add

ress

Bus

)

HW-22

Como a Informação é Processada Como a Informação é Processada

Address Bus

32 Fios

20 ou 24 Fios

16 Fios

Via

de

End

ereç

os)

HW-23

Arquitetura do PC antigo Arquitetura do PC antigo

MemóriaUCP 32 bits

Vídeo IDE

Via de dados (Data Bus) : Padrão ISA (16 bits)

PortasSerial / Paralela

Expansões(modems, SCSI, etc.)

8 bits

Clock

HW-24

Arquitetura do PC moderno Arquitetura do PC moderno

Memória 32 ou 64 bits UCP 32 ou 64 bits Local Bus

AceleradorGráfico

IDE ouSCSI

Via de dados (Data Bus) : Padrão ISA (16 bits) ou EISA / MCA (32 bits)

PortasSerial / Paralela

Expansões(modems, placas de multimídia, etc.)

8 bits

HW-25

CONFIGURAÇÃO BÁSICA DO COMPUTADORCONFIGURAÇÃO BÁSICA DO COMPUTADOR

HW-26

HARDWARE DO COMPUTADORHARDWARE DO COMPUTADOR

UnidadeAritméticae Lógica

Unidadede

Controle

Unidade de Contr. de Processam.

HW-27

Configurações e ExpansõesConfigurações e Expansões

HW-28

TIPOS DE SISTEMAS DE COMPUTADORESTIPOS DE SISTEMAS DE COMPUTADORES

Microcomputadores: (PC’s) são sistemas de computadores relativamente pequenos e baratos. São projetados principalmente para usuários individuais, e são freqüentemente conectados a grandes sistemas de computadores.

Tipos:• Computadores de mesa (desktops)• Laptop• Notebooks / subnotebooks• Palmtops

HW-29

Mouse

Falantes(áudio)

Modem

Teclado

Impressora

Vídeo(display)

CPU

Drive de disco(Winchester)

MicrocomputadorMicrocomputador

HW-30

TIPOS DE SISTEMAS DE COMPUTADORESTIPOS DE SISTEMAS DE COMPUTADORES

Workstations: microcomputadores avançados que têm memória, capacidade de processamento e gráficas adicionais.

Minicomputadores: são sistemas que podem trabalhar com vários usuários ao mesmo tempo, têm freqüentemente dispositivos de armazenamento secundário com mais capacidade que os micros, e podem dar suporte a uma variedade de atividades de processamento de transações.

Computadores de grande porte ou Mainframes: computadores potentes com uma capacidade de processamento superior. Podem ser ligados para formar sistemas potentes e flexíveis.

Supercomputador: tipo de sistema de computação com velocidade mais rápida de processamento e de grande capacidade. São usados para aplicações muito complexas em pesquisas ou empresas de alta tecnologia.

HW-31

Característica Microcomput.* Workstation Minicomput. Mainframe Supercomput.

Velocidade

do

Processamento

5 MIPS 10 MIPS 25 MIPS 20-60 MIPS 1-10 GFLOPS

Tamanho

da

Memória RAM

16-64 MB 16-64 MB 32-128 MB 32-256 MB > 256 MB

Tamanho físico De mesa De mesa

Armário de

arquivo Refrigerador Automóvel

Custo $ 100 a 5.000

$ 5.000 a

mais de 20.000

$ 2.000 a mais

de 100.000

$ 750.000 a mais de

1.000.000

$ 2 milhões a mais de

5 milhões

* Os microcomputadores, principalmente, tiveram uma evolução muito grande nos últimos anos

TIPOS DE SISTEMAS DE COMPUTADORESTIPOS DE SISTEMAS DE COMPUTADORES

HW-32

EVOLUÇÃO DOS MICROPROCESSADORES

Processador Clock (MHz) Transistores Data Lançto.

386 16 - 25 275 a 855 K 1985 - 1991

486 25 - 100 1,2 a 1,6 M 1989 - 1994

PENTIUM 60 - 200 3,1 a 3,3 M 1993 - 1996

PENTIUM MMX 166 - 233 4,5 M 1997

PENTIUM PRO 150 - 200 5,5 M (64 bits) 1995

PENTIUM II 233 - 450 7,5 M 1997 - 1999

PENTIUM III 500 e 600   1999

PENTIUM III650 MHza 1GHz

  2000

PENTIUM 4 1,4 a 2,5 GHz   2001 / 2002

HW-33

Intel Pentium 4 Intel Pentium 4 Velocidades Disponíveis (JUN/2002)533MHz system bus: 2.53 GHz, 2.40B GHz, 2.26 GHz 400MHz system bus: 2.40 GHz, 2.20 GHz, 2A GHz, 2 GHz, 1.90 GHz, 1.80 GHz, 1.70 GHz, 1.60 GHz

O processador Intel Pentium 4 foi projetado para dar uma performance superior à música digital, jogos 2-D, imagens e vídeos digitais. Proporciona também potência suficiente para dar suporte às tecnologias inovadoras de DVD e vídeo MPEG4.

EVOLUÇÃO DOS PROCESSADORES DE MICROSEVOLUÇÃO DOS PROCESSADORES DE MICROS

HW-34

Geração Época Tecnologia Básica Outras Características

Primeira 1946 - 1959 Válvulas

Memória típica de 2 Kb 0,01 MIPS**Ex : UNIVAC I, IBM 650, ENIAC

Segunda 1959 - 1964 Transistores

Memória típica de 32 Kb0,1 MIPS**Ex : IBM 1401, IBM 1130

Terceira 1964 - 1975*Circuitos Integrados (CI)Memória de anéis de ferrite

Memória típica de 128 Kb1 MIPS**Ex : IBM/360, IBM/370

Quarta 1975 - ???*CI – VLSI / CI de menores dimensões e maior concentração de ‘chips’ / Memória monolítica

Memória > 1 Mb>10 MIPS**Ex : IBM/3090,Cray, Micros

Quinta 199? - * CI - ULSICI muito mais concentrado e menor

Arquitetura ‘cliente-servidor’,Inteligência Artificial (IA), Redes Neurais, Realidade Virtual...Capacidade em Gigaflops

GERAÇÕES DE COMPUTADORESGERAÇÕES DE COMPUTADORES

(*) Não existe consenso na data de passagem da 3a para a 4a e da 4a para a 5a geração(**) Milhões de Instruções por Segundo (MIPS), mede a capacidade de processamento do computador

HW-35

Geração

Período Componentes Principais Características

1ª 1946– 1957

Válvulas eletrônicas

• Armazenamento interno e surgem os primeiros meios de armazenamento das informações

2ª 1957– 1964

Transistores • Linguagens de programação para não especialistas

• Utilização dos primeiros discos magnéticos

3ª 1964– 1974

Circuitos integrados

• Preocupação com a compatibilidade dos equipamentos

• Desenvolvimento e tratamento de dados à distância e das comunicações

4ª 1974– 1985

Microprocessador

circuitos LSI

• Linguagens de programação mais modernas

• Adaptação da máquina ao usuário (mais amigável)

• Maior capacidade de armazenamento interno e externo

5ª 1985 - .... Circuitos VLSI • Sistemas multimídia Bancos de dados relacionais Processamento de imagem Internet

GERAÇÕES DE COMPUTADORESGERAÇÕES DE COMPUTADORES

HW-36

GERAÇÕES DE COMPUTADORES

 Primeira Geração

Segunda Geração

Terceira GeraçãoQuarta

GeraçãoQuinta Geração

TAMANHO (Computadores típicos)

Mainframe do tamanho da sala

Mainframe do tamanho do

armário

Microcomputador do tamanho da

mesa

Microcomputadores de mesa e

Laptops

Computadores em rede e de

todos os tamanhos

REDE Nenhuma

Redes de terminais de

vídeo com base no mainframe

Redes baseadas em mainframe e

minicomputadores

Redes de área local e

cliente/servidor

Internet, Intranet e Extranet

CIRCUITOVálvulas

eletrônicasTransistores

Circuitos integrados

semicondutores

Circuitos integrados

semicondutores de grande

escala (LSI)

Circuitos integrados

semicondutores de escala muito grande (VLSI)

DENSIDADE (Circuitos por componente) Um Centenas Milhares

Centenas de milhares

Milhões

VELOCIDADE Instruções por segundo) Centenas Milhares Milhões

Dezenas de milhões

Bilhões

CONFIABILIDADE (Falha de circuitos) Horas Dias Semanas Meses Anos

MEMÓRIA (Capacidade em caracteres) Milhares

Dezenas de milhares

Centenas de milhares

Milhões Bilhões

CUSTO (por milhões de instruções) US$ 10,00 US$ 1,00 US$ 0,10 US$ 0,001 US$ 0,0001

HW-37

Fases Primeira

(1945-1955)

Segunda

(1956-1965)

Terceira

(1966-1980)

Quarta

(1981-1990)

Quinta

(1991- )

Compu-

tador

ENIAC

EDVAC

UNIVAC

NCR

IBM 7084

CDC 6600

IBM 360 / 370

PDP-11

CRAY I

CYBER 205

CRAY XMP

IBM 3080

AMDAHL 580

IBM-PC

Hardware Válvulas

Tambor magn.

Tubo de raios

catódicos

Transistor

Memória magnética

Circuito integrado

Disco magnético

Minicomputador Microprocessador

Proc. Distribuído

LSI ou VLSI

Disco óptico

Microcomputad.

Ultra LSI

Arquiteturas paralelas

Circ. Integrados

3D

Software Linguagem de máquina

Assembler

Ling. alto nível

Prtocessam. Batch

Ling. estruturadas

Multiprogram.

Time-sharing

Comp. Gráfica

Multiprocessam.

Sistema Especialista

Ling. orientadas a objeto

Ling. concor-rentes

Program. funcional

Ling. naturais

Telecomu-nicações

Telefone

Teletipo

Transmissão digital

Comum. via satélite

Microondas

Redes

Fibras óticas

Redes distribuídas

Perfor-mance

10.000 IPS 200.000 IPS 5 MIPS 30 MIPS 1 TFLOPS

1 GFLOPS

HW-38

Tecnologia Número de Transistores Época de Desenvolvimento

SSI Small Scale Integration 1 a 100 Anos 60

MSI Medium Scale Integration 100 a 1.000 Anos 70

LSI Large Scale Integration 1000 a 10.000 Anos 80

VLSI Very Large Scale Integration 10.000 a 1.000.000 Início dos anos 90

UHSI Ultra High Scale Integration 1.000.000 a 1.000.000.000 Final década de 90

CLASSIFICAÇÃO DOS CIRCUITOS INTEGRADOS (CHIPS)CLASSIFICAÇÃO DOS CIRCUITOS INTEGRADOS (CHIPS)