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)