Unidade IIHardware

Prof. Luciano R. Coutinho

© 2001,02,07

Introdução a Informática

Tópicos

O Computador Arquitetura de Von Newmann Dispositivos de Entrada Dispositivos de Saída Processamento de Informação Unidade Central de Processamento Memória Interna Armazenamento Secundário

ComputadorO HardwareA parte física, tangívelComponentes • Mecânicos• Elétricos• Eletrônicos

O SoftwareA parte lógica, intangível• Programas• Sistema Operacional• Bases de Dados

Arquitetura Von Newmann (1946)

Esquema do Hardware

Um “desktop” típico

Dispositivos de Entrada

Anatomia de um teclado Dipositivos Apontadores

Mouses Trackball & JoySticks Touchpad e Pointing

Stick Outros

Reconhecimento ótico Scanners

Multimídia Microfones Câmeras

Anatomia de um teclado

Mouses

O dispositivo apontador mais comumDiversos tipos:

Mecânicos – uma pequena esfera na parte inferior rola quando o mouse é movimentado.

Ópticos – usa um feixe de luz para monitorar o movimento do mouse.

Sem fio – usa ou infravermelho ou ondas de rádio, em vez de um fio, para conectar-se ao computador.

Trackbal & Joystick Trackball:

Variação do mouse mecânico. O usuário rola a esfera direto com o

dedo. Freqüentemente, incorporado a

computadores laptop.

Joystick: Alavanca curta com um pegador. A distância e a velocidade do movimento

controlam a posição do ponteiro. Pressionar o gatilho faz com que as

ações se desenvolvam.

Toucpad & Pointing stick

Touchpad: Superfície retangular sensível a pressão. Deslizar o dedo sobre a superfície faz o

ponteiro se movimentar. Um toque com o dedo é reconhecido

como um clique.

Pointing stick (bastão apontador):

Pequena haste sensível a pressão montada no centro do teclado.

Empurrar a haste em qualquer direção provoca um movimento do ponteiro.

Outros dispositivos Apontadores Mesa gráfica:

O usuário movimenta uma caneta gráfica ou “puck” na superfície da prancha.

Usada para criar ou traçar desenhos precisos.

Telas sensíveis (Touch screen): Permite ao usuário tocar itens na tela. A posição do dedo na tela determina o item a ser

introduzido no sistema. Usadas em quiosques em locais públicos, como

shopping centers.

Computação baseada em caneta: Usa um estilo similar a uma caneta eletrônica para

introduzir dados. Muito usada em PDAs ou pocket PCs.

Reconhecimento Ótico

Usa um feixe de luz para escanear dados e convertê-los em sinais elétricos.

Scanners Imagens OCR

(Optical Character Recognition)

Códigos de Barras

Microfones, ...

... câmeras fotográficas, ...

... câmeras de vídeo, etc.

Entrada Multimídia

Dispositivos de Saída

TelasImpressorasMultimídia

Telas

A tela faz parte do monitor do computador: A saída de tela é conhecida

como soft copy. Intangível e temporária

Formas comuns: Tubo de raios catódicos (CRT) Telas planas

Telas CRT

Telas Planas

Monitor de cristal líquido (LCD): Originalmente usado em laptops, mas está

ganhando espaço em computadores de mesa.Vantagens (sobre CRT)

Muito delgadas (somente algumas polegadas). Produzem texto e imagens mais nítidas Mais fácil para a visão.

Tecnologias Matriz ativa:

Usa muitos transistores thin-film (TFT). Produz imagens mais claras e pode ser vista

de ângulos maiores. Matriz passiva:

Usa um número menor de transistores. Mais barata e usa menos energia

Plasma gasoso: Suporta telas muito grandes. Tem uma exibição de cores vívidas. Visualizável em ângulos grandes.

Impressoras

Produzem informação em papel. A saída impressa é conhecida como hard

copy.

Configurações de orientação: Retrato – alinhamento vertical. Paisagem – alinhamento horizontal.

Duas maneiras de imprimir: Impressora de impacto. Impressora de não-impacto.

Impressoras de Impacto

O contato físico com o papel é necessário para produzir imagens.

Impressora de linha: Imprime uma linha inteira a

cada vez. Tipicamente usada com

computadores mainframe que imprimem relatórios extensos.

Impressora matricial: Possui uma cabeça de

impressão que consiste em uma ou mais colunas de pinos.

Os pinos formam caracteres e imagens como padrões de pontos.

Impressoras de Não-impacto

Coloca imagens em uma página sem entrar em contato físico com ela.

Impressora a jato de tinta: Borrifa pontos de tinta de múltiplos

esguichos a jato. Pode imprimir tanto em preto-e-

branco como em cores. Mais baratas do que as impressoras

a laser.

Impressora a laser: Usa um feixe de luz para ajudar a

transferir imagens para o papel. Produz saída de elevada qualidade

a velocidades muito altas.

Saída Multimídia

Projetores, ...

... alto-Falantes, etc.

Processamento de Informação

Processamento Computador DigitalEntrada & Saída Digitais

Processamento

Informação implica em entendimento Pessoas lidam com informação

E os computadores? O que significa dizer que computadores tratam

automaticamente informação?

Resposta: Significa que o computador é capaz de manipular apenas

representações formais (codificações) de informação! Se tais representações formais e sua manipulação

implicam em entendimento é uma outra estória ...

Em teoria: entrada : Informação RepFormal processamento : RepFormal RepFormal saida : RepFormal Informação

Computadores Digitais

Hardware opera apenas com informação codificada em binário!

Ou seja, Entrada : Informação Sequencia{0,1} Processamento : Sequencia{0,1}

Sequencia{0,1} Saída : Sequencia{0,1} Informação

Desde a década de 40, os computadores tem sido digitais

Por que é simples e mais confiável desenvolver equipamentos eletrônicos digitais

Por que, em teoria, qualquer processamento automático possível pode ser expresso como uma função que opera sobre um código binário

Entrada : Informação {0,1}*

Informação=

Quais as possibilidades?

H = {esquerda, direita,imovel}V = {acima,abaixo,imovel}

Passo = HV

Movimento = Passo1, Passo2, ...

Como a entrada ao lado poderiaser codificada?

Movimento

mousepad

Entrada : Informação {0,1}*

Informação=

Quais as possibilidades?

Caracter = ..., 0,1, ..., a, b,...

Texto = Caracter1, Caracter2, ...

Como a entrada ao lado poderiaser codificada?Texto

The little fox jumps ...

tecladohttp://equipe.nce.ufrj.br/adriano/c/apostila/tabascii.htm

Saida : {0,1}* Informação

Saida(00 11 11 01 00) =

Saida(00111000) =

Unidade Central de Processamento

ComponentesCiclo de Processamento

Componentes da CPU

Unidade Controle Programável Comanda como todo o

processamento irá ocorrer Fluxo controle Fluxo de dados

Unidade Logica Aritmética

Operações aritméticas: Adição, subtração, multiplicação, divisão

Operações lógicas: Testa uma de três

condições: Condição de igualdade

(igual a) Condição menor que Condição maior que

Ciclo de Processamento

O processador não pode operar sobre dados diretamente da entrada ou do armazenamento secundário (discos)

Primeiro, eles devem residir na Memória:

A Unidade de Controle recupera dados da entrada e transfere-os para a Memória.

Segundo, dados são enviados ao processador

A unidade de controle requisita à memória itens de dados

Após processamento, a unidade de controle os envia novamente à memória

O ciclo se repete

Dados e instruções permanecem na memória até serem enviados a um dispositivo de saída ou armazenamento secundário.

. .

entrada saída

processamento

Memória Interna

Tipos RAM ROM Flash

EndereçamentoCapacidade de armazenamento

Memória de Acesso Aleatório (RAM)

Tipos: RAM estática –

Static RAM (SRAM) RAM dinâmica –

Dynamic RAM (DRAM)Empacotada em placas de circuito:

Módulos de memória lineares de via simples (SIMMS).

Módulos de memória lineares de via dupla (DIMMS).

VOLATIL o conteúdo desaparece

quando há queda de energia.

Dados podem ser acessados aleatoriamente:

O endereço de memória 10 pode ser acessado tão rapidamente quanto o endereço de memória 10.000.000

Memória Somente de Leitura (ROM)

Contém programas e dados registrados permanentemente na memória pela fábrica.

Não pode ser alterada pelo usuário.

Não-volátil

Chips de ROM programáveis (PROM):

Algumas instruções no chip podem ser alteradas.

Memória Flash

RAM não-volátil Usada em telefones

celulares, câmeras digitais e computadores manuais (handheld).

Menores do que uma unidade de disco e requerem menos energia.

Endereços de Memória

Cada localização de memória tem um endereço:

Um número único, como em uma caixa postal.

Pode conter somente uma instrução ou item de dados:

Quando dados são reescritos na memória, o conteúdo anterior desse endereço é destruído.

Referenciado pelo número: As linguagens de

programação usam um endereço simbólico (nomeado), tal como Horas ou Salário.

Medidas de Memória

Bit = dígito binário 0 ou 1Byte = oito bits

Em geral, cada posição de memória tem o tamanho de um byte

Kilobyte (KB): 1024 (210) bytes.

Megabyte (MB): aproximadamente, um milhão (220) de bytes.

Gigabyte (GB): aproximadamente, um bilhão (230) de bytes.

Terabyte (TB): aproximadamente, um bilhão (240) de bytes.

Atualmente, a memória interna de computadores pessoais começa a ser medide em GB e a memória externa (armazenamento secundário) em TB.

Armazenamento Secundário

Características Tipos Fitas Magnéticas Discos Magnéticos Discos Óticos Cartões Flash

Características

Vantagens Não volátil Alta capacidade Mais barata

Desvantagens Acesso mais lento

Fitas MagnéticasAcesso sequencial

Capacidade• Atualmente há tecnologia para armazenar até 8TB/fita

Discos Magnéticos

Acesso aleatório Trilhas

Tipos Flexíveis Rígidos

Discos Óticos

CDs (~ 700MB) CD-ROM – a unidade

somente pode ler dados de CDs.

CD-R – a unidade pode escrever no disco apenas uma vez.

CD-RW – a unidade pode apagar e sobregravar dados múltiplas vezes.

DVDs (> 4GB)

Cartões Flash

Mesma tecnologia da RAM FlashSó que como dispositivo de armazenamento secundário

Capacidade = dezenas de Gigabytes

Referencias

Alcalde, E., Garcia, M. e Penuelas, S. Informática Básica. São Paulo: Makron Books, 1991.BEI. Tecnologia da informação para todos. São Paulo, 2002.http://pt.wikipedia.org/wiki/Computador