topico 04 -arquitetura de com put adores

5/14/2018 Topico 04 -Arquitetura de Com Put Adores - slidepdf.com

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Universidade Federal da Fronteira Sul

Campus Erechim

ARQUITETURADE COMPUTADORES

Prof. Fábio Bayer



PLANO DE AULA

- Definições

- Dispositivos de entrada

- Dispositivos de armazenamento

- Dispositivos de saída



DEFINIÇÕES

- Entende-se como arquitetura de computadores a

teoria que estuda a estrutura e a organização dos

hardwares e se refere ao funcionamento interno do

computador.

- Como está organizada e arranjada a parte não vista

pelo usuário.



DEFINIÇÕES

- Conjunto de atributos da máquina que um

programador deve compreender para que consiga

programar o computador específico com sucesso.

- É como os diversos componentes (hardwares) do

computador são organizados, visando o melhordesempenho do mesmo conforme seu propósito.



MODELO ABSTRATO DE ARQUITETURADO COMPUTADOR



ESQUEMA DAS PARTES DO COMPUTADOR



ARQUITETURA DE NEUMANN



EXEMPLO DO FUNCIONAMENTOBÁSICO



COMPONENTES DA ARQUITETURA DE

COMPUTADORES



GABINETE ( )

Contêm a:

Fonte

Placa mãe Dispositivos de armazenamento

Placas de expansão

Memória Outros



HARDWARE E SOFTWARE

Hardware:

-Toda a parte visível, suas peças

Software:

- Parte não visível, constituído pelo SO e pelos

programas



PLACA MÃE ( )

- Placa mais importante

- Responsável pela interconexão do processador,

memórias RAM e ROM, placas, slot do barramento,

chipset, outros

- Exemplos: AT, ATX, BTX, outros



PLACA MÃE

- Componentes:

Processador

Memória RAM BIOS (ROM)

Bateria

Chipset

Slots de expansão

Conectores



CLOCK

- Medido em MHz

- Pequeno cristal de quartzo

- Circuito oscilador que sincroniza e dita a velocidade

de transferência de dados no computador

- Clock interno: define a velocidade com que as

instruções são executadas pela CPU



CLOCK

- Clock externo: define a velocidade com que os

dados trafegam entre a CPU e as memórias e

dispositivos externos

- Clock externo: velocidade baixa

- Clock interno: Mais rápido (multiplicadores)



CHIPSET

- Conjunto de chips agrupados

- Divide-se em:

Ponte norte: Controlador de

memória (alta velocidade)

Ponte sul: Controlador de

periféricos (baixa velocidade)



PROCESSADOR OU

MICROPROCESSADOR ( )

- É o cérebro do computador

- Situado na placa mãe- Circuito integrado (chip)

- Cálculo e tomada de decisão, de acordo com

instruções armazenadas na memória

- Forma UCP (CPU)



PROCESSADOR OU

MICROPROCESSADOR

- Antes dos microprocessadores, as CPUs eram

formadas por um grande número de chips

- É uma CPU dentro de um Chip

- Cada processador tem um número de pinos,

chamados Socket



PROCESSADOR OU

MICROPROCESSADOR

Tem a função de:

• Buscar as instruções na memória

• Examinar ou decodificar

• Executar a instrução

• Controla todos os chips



PROCESSADOR OU

MICROPROCESSADOR

- O mercado de processadores é dominado por duas

empresas: Intel e AMD

- Exemplos: Intel Pentium 4, AMD Duron, AMD Athlon

64, AMD Phenon, Intel Celeron, AMD Athlon 64 X2 e

Intel Core 2 Duo



PROCESSADOR OU

MICROPROCESSADOR

Partes da CPU

•

Unidade de controle (UC): busca a instrução damemória e decodifica-a

• Unidade aritmética e lógica (ALU): realiza

operações aritméticas e lógicas• Registradores: memória rápida para guardar

informações de controle e resultados intermediários



PROCESSADOR OU

MICROPROCESSADOR

Tipos de registradores:

• Contador de programa (PC): aponta para a próxima

instrução a executar

• Registro de instrução (IR): armazena a instrução em

execução• Outros registros: permitem o armazenamento de

resultados intermediários



BIOS ( )

- Basic Input Output System (BIOS)

- Pequeno programa armazenado em um chip de

memória ROM- Responsável por “acordar” o computador

- Após ligar:

- Conta e verifica a RAM- Inicializar dispositivos

- Inicia o processo de boot



SLOTS DE EXPANSÃO ( )

- São conectores para encaixar as placas de

expansão

- Exemplos de placas:

Placa de vídeo

Placa fax/modem

Placa de rede

Placa de som



SLOTS DE EXPANSÃO

Tipo de slots:

- ISA: conectar periféricos lentos, como a placa de

som e fax modem

- PCI: periféricos que demandem velocidade, como a

placa de vídeo

- AGP: interface de vídeos 3D- PCI Express: placas de vídeo mais modernas



BARRAMENTO ( )

- Circuitos que ligam partes da placa mãe

- São os meios físicos de comunicação

multidirecionais para tráfego de dados entre a CPU,dispositivos de entrada e saída e a memória (MHz)

- Tipos:

De dados De endereços

De controle



BARRAMENTO

Alguns barramentos conhecidos:

- Barramento do processador: é o barramento do chipset

- Barramento de Cache

- Barramento de memória: conecta ao chipset e ao processador

- Barramento local de E/S

Alguns barramentos conhecidos:- ISA, PCI, USB, IDE, SCSI, IEEE 1394, EISA, AGP



MEMÓRIAS

- Dispositivos onde são armazenados os dados

- Pode ser temporário ou permanente

- Temos 3 tipos:

Memória principal

Memória cache

Memória secundária



MEMÓRIA PRIMÁRIA OU PRINCIPAL

- São circuitos integrados

- Armazena os programas e os dados acessados pelo

processador

- Acesso rápido

-Tipos:

Memórias voláteis (RAM) Não volátil (ROM)



Memória RAM ( )

- De leitura e escrita

- Volátil

- O processador usa a RAM para armazenar e

executar programas buscados do disco

- Existem vários tipos de RAM

- Principais: DRAM

SRAM



Memória SRAM (static RAM)

- Mantém seus dados sem uma reatualização externa

(sem refresh)

- Seus circuitos são alimentados continuamente

- É mais rápida que a DRAM

- Custo por byte muito maior (necessita de transistor

e de um capacitor)- Maiores

- Pouco uso (mais como Cache)



Memória DRAM (Dinamic RAM)

- Necessitam de reatualização para manter seu

conteúdo (com refresh)

- São de acesso mais lento que a SRAM

- Mais baratas e menores

- Usadas na maioria dos computadores

- Tem vários tipos



Tipos de DRAMs

a) SDR SDRAM (Single Data Rate Syncronous DRAM)

- Sucessora da memória EDO

-Iniciou o padrão de memórias sincronizadas com o

processador



Tipos de DRAMs

b) DDR SDRAM (Double Data Rate SDRAM)

- Possui praticamente todas as tecnologias

empregas nas SDRAMs

- Dobro de taxa de transferência



Tipos de DRAMs

c) DDR2 SDRAM (Double Data Rate 2 SDRAM)

- Evolução da Memória DDR (vários aprimoramentos)

-Menor consumo de energia

- Maior frequência de operação

- Maior taxa de transferência



Tipos de DRAMs

d) RDRAM (RAMBUS RAM)

- Empresa RAMBUS e apoiada pela Intel

- Várias técnicas mais eficientes quando comparadas

as SDRAMs

- É cobrado royalties (preço final alto)



Tipos de DRAMs

e) DDR3 SDRAM (Double Data Rate 3 SDRAM)

- Desenvolvida para suceder as DDR2 SDRAM

- Consome menos energia e atinge frequências mais

altas que sua antecessora

- Poucas placas mães que possuem



MEMÓRIA ROM

- Permanente

- Informações não são perdidas com desligamento

- Usada para armazenar a BIOS

- Existe diferentes tipos



MEMÓRIA ROM

- Memória permanente

- Usado para gravar a BIOS

- Outros programas:

POST – testa a RAM

Setup – Configura equipamento



Tipos de ROM

a) PROM (Programmable Read-Only Memory )

- É produzida apagada

- Pode ser gravada só uma vez (programa especial)

b) EPROM (Erasable Programmable Read-Only Memory)

- É a ROM programável e apagável (ultravioleta)

- Podem ser regravadas

- Chip tapado

Ó



MEMÓRIA ROM

d) EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only

Memory)

- Eletricamente apagável via software- Usada nas BIOS atuais

- Permite atualização da BIOS

Ó



MEMÓRIA ROM

e) EAPROM (Electrically-Alterable Programmable Read-Only

Memory)

- Mais atual- Tipo de memória EEPROM

- Dados gravados podem ser alterados aos poucos

- Permite gravação parcial

Ó



MEMÓRIA CACHE

- É um tipo de memória principal (RAM)

- Utilizada para minimizar o problema de velocidade

acesso a memória pelo processador

- Função:

aumentar o desempenho do computador

aumentar o tempo de vida do HD

Ó



MEMÓRIA CACHE

Tipos de cache

a) Incorporada

- Muito mais rápida que a RAM

b) Via software

- Aumenta o desempenho do acesso ao disco,guardando as informações mais acessadas na

memória

ÓR C C



MEMÓRIA CACHE

Níveis de cache

- São vários níveis

- Maior proximidade processador - mais rápida

a) Cache primária

- Nível 1 (L1) – Junto ao processador- Muito pequena (9 a 64 Kbytes)

MEMÓRIA CACHE



MEMÓRIA CACHE

b) Cache secundária

- Nível 2 (L2) – Mais lenta

- Entre o processador e RAM

- Maior (1 a 3 Mbytes)

MEMÓRIA SECUNDÁRIA



MEMÓRIA SECUNDÁRIA

- Situadas fora da placa mãe

- São dispositivos de armazenamento

- Não volátil

- Grande quantidade de dados

- Exemplos: HD, CD, DVD, Pen drive, etc

Di í id ( )



Disco rígido ( )

- Conhecido por HD

- Permanente

- Grande quantidade de dados

- Capacidade de 10 a 2000 GB

- São discos em pilhas (pratos) ( )

- Giram de 3600 a 7200 rpm- Armazenamento magnético

Disco rígido



Disco rígido

- Dados organizados em trilhas e setores ( )

- Formatação: espécie de mapeamento

- O controlador define onde será gravado

- Capacidade: Tecnologia e espessura

- Cabeça apresenta 2 dispositivos: gravação e leitura

- Gravação semelhante a um eletroímã- HD antigos 5 MB

Disco rígido



Disco rígido

- Apresenta diferença

de tamanho quanto

informado e o

reconhecido pelo SO

CD DVD e Blue ray ( )



CD, DVD e Blue ray ( )

- Dispositivos de armazenamento

- Graváveis e regraváveis

- Capacidade:

CD – 700 MB (maioria)

DVD – 4,7 ou 8,5 GB

Blue ray – 25 ou 50 GB

Pen drive e cartão de memória ( )



Pen drive e cartão de memória ( )

- Armazenamento secundário

- Memória flash

- Gravamento elétrico (EAPROM)

- Usa porta USB

- Gravação rápida

- Capacidade pen drive (512 KB a 64 GB)- Capacidade cartão (250 KB a 8 GB)

Disquete e Zip Drive ( )



Disquete e Zip Drive ( )

- Armazenamento secundário

- Único mídia removível magnética

- Usual disquete 3,5” (1,44 MB) - Zip drive 4” (100 MB)

- Estrutura semelhante ao HD

DRIVES ( )



DRIVES ( )

- Para disquete

- Para Zip drive

- Para CD

- Para DVD

- Para Blue ray

DISPOSITIVOS E/S



DISPOSITIVOS E/S

- Dispositivos de entrada e saída (E/S)

- São equipamentos utilizados como portadores das

informações

- Conhecidos como periféricos

- Interfaces: Teclado

Vídeo

DISPOSITIVOS E/S



DISPOSITIVOS E/S

- Podem armazenar, ler, transmitir e receber dados

- São classificados em:

apenas de entrada

apenas de saída

de entrada e saída

Apenas de entrada



Apenas de entrada

- Teclado

- Mouse

- Microfone

- Scanner

- Câmera vídeo

- Drive de CD, DVD e blue ray (que não permitemgravar)

Apenas de saída



Apenas de saída

- Monitor

- Impressora

- Alto falante

Entrada e saída



Entrada e saída

- Disco rígido

- Drive de disquete

- Drive de CD, DVD e blue ray (que permitem gravar)- Portas USB

- Placa de rede (ethernet e wireless)

- Placa Bluetooth

PLACAS ADICIONAIS ou de EXPANSÃO




- São conectadas a placa mãe

Placa de vídeo ( )

- Envia sinais ao monitor

- Computadores de menor custo são integradas- Possui memória (não compartilham a RAM)

- Mais aprimoradas podem ter um processador




Placa de som ( )

- Para áudio

Placa de rede ( )

- Conexão a internet

FONTE DE ALIMENTAÇÃO ( )



Ç ( )

- Recebe a energia da rede elétrica

- Converte em tensões contínuas necessárias ao

funcionamento de todos os componentes do

computador

- Potências de 300 a 500 watts

PORTAS DE COMUNICAÇÃO ( )



Ç ( )

- Responsáveis pela entrada e saída de dados

- Tipos:

Serial ou RS 232 (projetor)

Paralela (impressora?)

USB

PS/2 (mouses, teclados)

De rede

Áudio



Figura 1 – Gabinete.

1- Soquete processador2 e 8- Chipset3- Soquetes RAM4- Conector alimentação



Figura 2 – Placa mãe.

5- Conector cabo drive disquete6- Conector IDE/ATA7- Chip memória ROM

9- Controladora E/S10- Conector porta serial11- Conector joystick12- Conector receptor infravermelho13- Conectores do gabinete14- Conector dispositivo SMBus15- Conector porta USB

16- Chip monitoramento hardware17- Conectores serial ATA18- Chip controlador ATA (SATA)20- Slots PCI21- Conector áudio modem22- Chip controlador IEEE23- Conector porta IEEE25- Chip áudio26- Conectores áudio CD27- Conector áudio gabibete28 e 30- Chips de rede32- Conectores externos33- Gerador de clock36- Bateria



Figura 3 – Processador.



Figura 4 – BIOS.



Figura 5 – Slots .



Figura 6 – Esquema de barramento.



Figura 7 – Memória RAM (SDR, DDR, DDR2).



Figura 8 – Disco rígido.



Figura 9 – Partes do disco rígido.



Figura 10 – Esquema de armazenagem dos dados no HD.



Figura 11 – DVD.



Figura 12a – Pen drive e cartão de memória.



Figura 12b – Cartão de memória.



Figura 13a – Disquete 1,44”.



Figura 13b – Zip drive.



Figura 14 – Drives utilizados em computadores.



Figura 15 – Placa de vídeo.



Figura 16 – Placa de áudio.



Figura 17 – Placa de rede.



Figura 18 – Fonte do computador.



Figura 19 – Portas de comunicação.

topico 04 -arquitetura de com put adores

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