hardware para microcomputadores profa. msc. leda mara cadore

Hardware para Hardware para MicrocomputadoresMicrocomputadores

Profa. MsC. Leda Mara Cadore

• O que é Hardware?

• Divisão – Sistema central– Periféricos

• Roteiro1 Sistema Central2 Periféricos3 Representação de Dados na Memória4 Tipos de Memória5 Unidades de Entrada6 Unidades de Saída

Hardware para Microcomputadores

1. Sistema Central

• Localização: Gabinete• Composto por circuitos eletrônicos

(ou integrados)• Principal: CPU

– Gerencia todas as funções do sistema

– Processador ou Microprocessador– Consiste num circuito integrado

(chip)

1. Sistema Central

• Esquema básico do hardware

Unidadede

Entrada Unidadede

Saída

Processamentoe

Controle

Armazenamento

Secundário

1. Sistema Central

Unidade de Entrada

Unidade de Saída

Memória Auxiliar

Periféricos

Sistema

Central

1. Sistema Central

Unidade de

SaídaUnidade de

Entrada

Memória Auxiliar

Sistema Central

CPU

MemóriaPrincipal

UC

ULA

“Cérebro” do Computador

Armazena dados e programas necessários para a realização de um

trabalho

Realiza as operações lógicas e aritméticas

Comanda as outras unidades

1. Sistema Central

Unidade de

Saída

Unidade de Entrada

Memória Auxiliar

Sistema Central

CPU

UC

ULA

Memória Principal

1. Sistema Central

Unidade de

Saída

Unidade de Entrada

Memória Auxiliar

Sistema Central

CPU

MemóriaPrincipal

UC

ULA

1. Sistema Central

Unidade de

Saída

Unidade de Entrada

Memória Auxiliar

Sistema Central

CPU

MemóriaPrincipal

UC

ULA

1. Sistema Central

Unidade de

Saída

Unidade de Entrada

Memória Auxiliar

Sistema Central

CPU

MemóriaPrincipal

UC

ULA

1. Sistema Central

Unidade de

Saída

Unidade de Entrada

Memória Auxiliar

Sistema Central

CPU

MemóriaPrincipal

UC

ULA

1. Sistema Central

Unidade de

Saída

Unidade de Entrada

Memória Auxiliar

Sistema Central

CPU

MemóriaPrincipal

UC

ULA

1. Sistema Central

• Barramento– Meio utilizado para transferir informações

(sinais) de um componente para outro do computador

– Padrões: • ISA (16 bits) • VLB (32 bits) • PCI (64 bits)

• CPU é um circuito eletrônico– Distingue dois estados– 1 ou 0 (linguagem da máquina)

1. Sistema Central

• Atividades regidas por ciclos

– Tempo mínimo para execução de uma tarefa

– Uma instrução n ciclos (ex.: soma)

– Clock (relógio ou freqüência): indica o número de ciclos que a CPU executa em um segundo

– Unidade de medida do clock: MHz (milhões de ciclos por segundo)

2. Periféricos

• Fazem a comunicação homemmáquina– Computador: linguagem de máquina– “Tradução”

• São periféricos– Unidade de Entrada (teclado, mouse)– Unidade de Saída (monitor, impressora)– Memória Auxiliar (fitas, discos rígidos, discos

flexíveis)

2. Periféricos

• Observação

Memória Auxiliar X Memória Principal

Não volátil Volátil

Custo menor Custo maior

Mais lenta Mais rápida

Maior capacidade Menor capacidade

3. Representação de Dados na Memória

• A memória principal e a auxiliar possuem uma unidade de medida

• BIT x BYTE– BIT (Binary digiT): menor unidade de

informação que pode assumir dois valores (1/0)

– BYTE: agrupamento de 8 bits; normalmente corresponde a um caracter

3. Representação de Dados na Memória

• O que é sistema binário?– Sistema composto por apenas dois símbolos

(0/1)

• Conversão de um caracter para o sistema binário?– 8 combinações– 1 caracter = 1 byte = 8 bits– 1 bit - 2 caracteres– 8 bits - 28 caracteres– n bits - 2n caracteres

3. Representação de Dados na Memória

• Unidade de medida para quantificar a memória principal e indicar a capacidade de armazenamento são os múltiplos do byte

– K, KB quilobyte (mil) 210 1.024 bytes

– M, MB megabyte (milhão) 220

1.048.576 bytes

– G, GB gigabyte (bilhão) 230 1.073.741.824 bytes

– T, TB terabyte (trilhão) ...

• Memória– Conjunto de elementos eletrônicos

usados para armazenar dados e instruções

• Divisão– Memória Principal– Memória Auxiliar

4. Tipos de Memória

4. Tipos de Memória

• Memória Principal

– Composta por dois circuitos eletrônicos

– RAM (Random Access Memory)• Memória de trabalho• Volátil• Permite gravação e leitura

– ROM (Read Only Memory)• Usada para fins específicos (só é lida pela

CPU)• Não volátil• Só leitura (conteúdo gravado pelo fabricante)

4. Tipos de Memória

• Tipos de RAM– DRAM (dinamic RAM)

• Circuito mais simples• Lenta• Armazenamento de cargas elétricas em capacitores que

perdem a carga • Conteúdo deve ser renovado centenas de vezes por

segundo (refresh)

– SRAM (static RAM)• Circuito mais complexo• Extremamente rápida• Baixo consumo de energia• Embora volátil, só perde o conteúdo se o computador for

desligado• Alto custo (cache e placa mãe)

4. Tipos de Memória

• Siglas– SIMM (Single in line Memory Module)

• Módulo de conexão da DRAM à placa-mãe• 72 pinos• Velocidade: 60-80 ns (bilionésimo de

segundo)– DIMM (Dual in line Memory Module)

• Módulo de conexão da DRAM à placa-mãe• 168 pinos• Velocidade: 50-60 ns

– EDO RAM (Extended Data Output RAM)• Saída de dados estendida• Módulo que permite uma freqüência

superior– SDRAM (Synchronous DRAM)

• Usada em placas-mãe de última geração• Sincronizada com a CPU

4. Tipos de Memória

• Tipos de ROM– ROM (Read Only Memory)

• Programável durante a fabricação• Baixo custo para grandes volumes• Tempo de vida longo

– PROM (Programmable ROM)• Programável após a fabricação• Uma vez programada não pode ser modificada

– EPROM (Erasable PROM)• Conteúdo apagado e regravado - Ultravioleta• Custo alto

– EEPROM (Electrically EPROM)• Apagável eletricamente• Custo alto

4. Tipos de Memória

• Memória Auxiliar

– Em relação à memória principal• Mais lenta• Custo menor• Não volátil• Maior capacidade de armazenamento

– Mecanismos de acesso seqüencial ou direto

– Usadas para armazenamento de informações e programas e para fazer backup

4. Tipos de Memória

• Tipos de memória auxiliar– Cartão e fita de papel perfurados (obsoletos)– Disco flexível

• 8” (430/1.2 KB); 5.25” (360/1.2 KB); 3.5” (720/1.44 KB)• ZIP (100/250 MB); JAZZ (1/2 GB)

– Disco rígido (HD)• Winchester, removível

– Fitas• Carretel (±40 MB), cartucho, cassete• DAT - Digital Audio Tape (até 8 GB)

– Óticas• CD-ROM(650 MB),CD-R(Recordable)/WORM(Write-Once

Read-Many)• DVD: Digital Video Disk Digital Versatile Disk (4.7 GB)

– Cartão de memória• EEPROM • PCMCIA - Personal Computer Memory Card International

Association (±200 MB)

4. Tipos de Memória

• “Outras” memórias– Memória Virtual

• Conjunto de endereços da memória principal passa a ser maior que a quantidade real

• Combina a memória auxiliar e a principal• Troca de dados entre disco e memória: swapping

– Memória Cache• Dispositivo especial de memória, de alta velocidade, com a

função de abrigar o que é mais solicitado• Aumenta: taxa transferência e velocidade processador• Localização “lógica”: entre o processador e a memória

principal• Localização “física”: interna (dentro do microproces-sador)

ou externa (chips adicionais instalados na placa mãe)

5. Dispositivos de Entrada e Saída

• Concretizam comunicação homemmáquina

• Meio X Dispositivo– Meio: onde a informação está armazenada– Dispositivo: equipamento que manipula o meio

• Entrada/Saída, Entrada, Saída

5. Dispositivos de Entrada e Saída

• Monitores– Entrada: touchscreen

– Tipos• Coloridos ou monocromáticos

• CRT x Cristal Líquido (tela plana)

• Qualidade: CGA, VGA, SuperVGA

• Dot pitch, Entrelaçado X Não Entrelaçado

• Unidade de fita magnética

• Cartão perfurado

5. Dispositivos de Entrada e Saída

• Unidade de disco magnético

• Unidade de disco ótico

• Modem e Fax/Modem

– Unidade de comunicação do micro com a linha telefônica

– Pode ser interno ou externo

– Velocidade: kbps

6. Dispositivos de Entrada

• Teclado

• Teclado de funções programáveis ou teclado alfanumérico

• Caneta luminosa - light pen – Identificação de elementos da tela – Detecção de luz

• Trackball

6. Dispositivos de Entrada

• Mouse

– Mecânico

– Ótico (transmissão infravermelho -estações de trabalho)

– Touch pad

– Sem fio (transmissão sinal de rádio)

6. Dispositivos de Entrada

• Alavanca ou joystick

• Scanner– Mesa / Mão

– Monocromático / Colorido

– Tridimensional

– OCR (Optical Character Recognition -transforma texto em arquivo editável)

– DPI (Dots Per Inch ou Ppp)

6. Dispositivos de Entrada

• Digitalizador de vídeo

• Digitalizador espacial

• Painel ou mesa sensível ao toque - touch panel

• Mesa digitalizadora

6. Dispositivos de Entrada

• Luva eletrônica

– Data Glove

– Luva com esqueletos externos

• Data suit (rastreador de movimentos)

• Leitora de código de barras

6. Dispositivos de Entrada

• Dispositivos de rastreamento - tracking devices

• Câmaras digitais

7. Dispositivos de Saída

• Traçadores gráficos ou Plotters

– De mesa

– Tambor

– Eletrostático

7. Dispositivos de Saída

• Impressoras de impacto ou matriciais – Agulhas– Velocidade: CPS (Character per Second)

– Baixa resolução

• Impressoras a jato de tinta – Velocidade: PPM (Page Per Minute)

– Resolução: DPI (Dots Per Inch)

• Impressoras a laser – Ótima qualidade– Muita memória

7. Dispositivos de Saída

• Impressoras de transferência térmica – Lenta, mas com qualidade excelente– Tinta: “aquecida”– Papel especial

• Impressoras dye-sublimation – Tinta: “forma gasosa” – Papel especial

7. Dispositivos de Saída

• Registrador fotográfico • Stereo Glasses

– Visão estereoscópica– Óculos com lentes de cristal líquido capazes de

bloquear a visão quando necessário

• Head Mounted Displays - HMD– Duas pequenas telas– Fone de ouvido

• Dispositivos Geradores de Sensação de Tato e de Força (haptic displays)– Realidade virtual – Tato: geometria, textura e temperatura – Força: peso e maciez ou dureza

7. Dispositivos de Saída

8. Evolução dos Microcomputadores

• Histórico dos processadores (Intel)– PC XT (eXtended Technology)– PC AT (Advanced Technology)

– Pentium• Observação

– Co-processador Aritmético: processador encarregado de fazer cálculos

8. Evolução dos Microcomputadores

Modelo MHz Características

PC XT 4,77/12 Lento e limitado; drive de 5,25”

PC AT 286 25 16 bits; drives 5,25” e 3,5”

PC AT 386 SX 25/40 16/32 bits; ambiente gráfico

PC AT 386 DX 33 32 bits

PC AT 486 SX 33/60 32 bits; sem co-processador; drive CD

PC AT 486 DX 33/60 32 bits; com co-processador

PC AT 486 DX2/4 66/100 32 bits; circuito overdrive

Pentium 60/166 64 bits

Pentium MMX 166/333 64 bits; MultiMidiaeXtensions; novasinstruções

Pentium PRO 200 64 bits; SISC e RISC

Pentium II 233/450 Pentium PRO + MMX

Celeron 266/300 Substituto do MMX; desempenhoinferior ao Pentium II

Pentium III 450/500 Sucessor Pentium II, mais 70 novasinstruções

FimFim