Elementos de Hardware

Flowchart nodes

• Elementos de Hardware

• ARQUITETURA

• É a organização dos módulos funcionais do computador, como: -processador, memória, periféricos, etc. ✓ Também denota as propriedades lógicas e abstrata dos computadores.  

• Arquitetura de von Neumann

• Processador: • É o responsável pela realização de todo processamento; • Também conhecido como CPU ( Central Processing Unit );  

• Memória Principal: • Utilizada para armazenar programas e dados;

•  Barramento: • É o canal de comunicação entre o processador e a memória.

• Unidades de E /S

• CONSTRUÇÃO

• Silício

• Transistores

• Diodos

• Capacitores

• Circuito Integrado - CI

• CHIP

• É o conjunto de:

• PLACAS

• É uma estrutura onde estão agrupados: 

• Barramentos, etc.

• Possuem diversas funções: ✓ Placa-mãe; ✓ Modem; ✓ Rede; ✓ Som; ✓ ...

• CPU (Unidade Central de Processamento)

• Função: Executar programas (instrução por instrução), armazenados na Memória Principal.  

• MEMÓRIA

• Memória Principal

• Memória Cache

• Memória Secundária (Auxiliar)

• Representação Gráfica

• ...

• ALU - UNIDADE LÓGICA E ARITMÉTICA

• UNIDADE DE CONTROLE

• A

• B

• C

• D

• PC

• IR

• REGISTRADORES:  Pequena memória, alta velocidade, usada para armazenar resultados temporários e informações de controle.

•  Buscar (na memória principal, para o registrador de instrução-IR) e identificar o tipo de instrução (aritmética, lógica, etc); 

• MEMÓRIA PRINCIPAL

• 1º

• 2º

• Memória pequena, de alta velocidade, que indica qual a próxima instrução a ser executada, ou seja, contém o endereço da próxima instrução.

• Atualiza o PC (contador de programas) com o próximo local da instrução

• 3º

• Memória pequena, de alta velocidade, que contém a instrução que está sendo executada.

• PERDE TUDO QUANDO DESLIGA O COMPUTADOR

• Guarda a informação no IR (instruction register)

• 4º

• 5º

• Registradores Auxiliares:  Se tiver informações a UC busca os dados depois do 3º passo.

• Executa as operações lógicas (comparações) e aritméticas (+, *, etc.) e Armazena os resultados em locais apropriados.

• Volta ao 1º passo para iniciar a execução da próxima instrução.

•  Velocidade é medida em Hertz (Hz), que corresponde a um ciclo por segundo;  * Uma "ciclo" pode representar uma instrução, ou então, uma instrução pode ser quebrada em vários "ciclos".

• Os 5 passos representam 1 "ciclo"

•  É o local onde são armazenados dados e programas; ✓ O conceito de armazenamento é a base da arquitetura de Von Neumann; ✓ Unidade básica de memória é o bit (0 ou 1); Bit ( BInary digiT ) - é a menor unidade de informação com que o computador trabalha. Podem assumir 2 valores, 0-desligado, 1 - ligado ✓ Os bits são geralmente tratados e manipulados em grupos de 8, denominados bytes; ✓ Um byte pode representar tanto caractere como número, de acordo com algum sistema de codificação.

• É a memória utilizada diretamente pela CPU e fabricada a partir de elementos semicondutores, como o silício; ✓ A memória é divida em um conjunto de células (posições), cada um podendo armazenar uma parte da informação; ✓ Cada célula possui o mesmo tamanho e um endereço associado, onde os programas podem referenciá-las diretamente; ✓ Se uma memória tem “n” células, possui endereços de “0” a “n-1”.  ✓ O tamanho indica capacidade do computador, ou seja, quanto maior ela for, mais informação é capaz de armazenar.

• TIPOS

• RAM ( Randomic Access Memory ) ✓ Permite acesso direto a qualquer endereço da memória; ✓ Dependente de energia -> altamente volátil (pois todos os dados que não forem guardados de forma permanente serão apagados após encerramento do computador.)

• ROM ( Read Only Memory ) ✓ Grava dados e programas ao ser desligado o computador; ✓ Somente leitura; ✓ Gravado pelo fabricante e não pode ser modificado pelo usuário. ✓ Não Volátel (Não precisa de energia para manter os dados armazenados.)

• ✓ Mais rápida (5 a 10 vezes), que a memória RAM; ✓ Encontra-se localizada entre o processador e a memória RAM; ✓ Muito cara!

• L1

• L2 ou L3

• ✓ Muito cara e em pouca quantidade;   ✓ Circuitos são incorporados no núcleo do computador. 

• ✓ Mais barata que a L1, usada em maior quantidade.         ✓ Circuitos são incorporados no chipset, localizado na placa mãe.                                                                                     ✓ O cache L1 e L2 trabalham conjuntamente.

• CACHE

• L1

• L2/L3

• O consumo da memória Cache é muito rápido, em Mega, enquanto a RAM é em Giga, por isso é comum a UC ir direto na Principall. Veja como funciona o fluxo com a cache:

• UC

• UC busca da L1 que é 10x mais rápida que a principal

• L1 guarda informações de uma parte da L2/L3 que é 5x mais rápida

• L2/L3 guarda informações de uma parte da principal

• 1

• 2

• 3

• Quando L1 acaba, enquanto copia parte da L2/L3, a UC vai direto na L2. Do mesmo modo, quando a L2/L3 acaba, a UC vai na principal.

• 4

• ✓ Mais lentas (envolve processos mecânicos); ✓ Mais baratas; ✓ Maior capacidade de armazenamento; ✓ Permanente.

• Disco Magnético - Disco Rígido ✓ Permanentemente selado, a vácuo, no interior do drive, devido a alta velocidade de rotação. Padrões: ATA/IDE e SCSI.

• SSD (unidade de estado sólido)  é um tipo de dispositivo, sem partes móveis, para armazenamento não volátil de dados digitais.  NÃO MECÂNICO

• Disco Magnético - Disco Flexível (Disquete) ✓ Disco magnético envolvido com uma capa protetora; ✓ Capacidade: 360 Kb até 1,44 Mb;

• Disco Ótico (CD/DVD/...) ✓ São feitos de material sintético; ✓ Possui aproximadamente 1,2 mm de espessura, envolvendo 4 camadas: Policarbonato, alumínio, acrílico e rótulo; ✓ A informação (0 e 1) é gravada como uma sequência de orifícios marcados na superfície por laser . 

• BARRAMENTO

• ✓ É o canal de comunicação entre a CPU, memória e dispositivos de entrada/saída; ✓ É composto por várias linhas, ou trilhas, uma para cada bit que percorre aquele caminho;   ✓ Velocidade: Medida em Hertz (Hz), pode ou não ser idêntica a CPU.

• UNIDADES E/S

• Apenas Entrada

• Apenas Saída

• Entrada e Saída

• - Driver CD-R -Teclado - Mouse - Scanner

• - Monitor - Caixa de Som - Data Show

• - Driver de Disquete - Driver DVD RW - Impressora Multifuncional