arquitetura de computadores · são computadores de médio porte com poder de processamento com 1...
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Arquitetura de
Computadores
Alan Santos
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Arquitetura de Computadores
• Carga Horária: 60h
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O que podemos fazer com o
computador?
• Estudar;
• Ouvir músicas;
• Assistir vídeos;
• Acessar a Internet;
• Ver e editar fotos e documentos;
• Enviar mensagens (e-mails);
• Conversar (bate-papo);
• Jogar;
• Apresentações… 3
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Computador
• Máquina capaz de resolver problemas
através da execução de instruções que
lhe são passadas.
Computador
• Tipos
– analógico => grandezas contínuas
ex: termômetro
– digital => pulsações elétricas (0V, +5V)
ex: calculadora
• bit - menor unidade de informação (“binary digit”)
0 = apagado/desligado/desativado/não
1 = aceso/ligado/ativado/sim
• 1 byte = 8 bits
• 1 KB = 1 quilobyte = 1024 bytes
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Computador Digital
•Os circuitos eletrônicos do computador
digital executam um conjunto limitado de
instruções simples: adição, subtração,
deslocamento, OR, AND.
3. A estrutura computacional
O Computador – TIPOS
Grande Porte
Supercomputadores
Mainframe
São os mais rápidos e complexos que processam as informações em BIPS (bilhões de informações por segundo). São utilizados em investigações científicas
Também são computadores de grande porte, porém menores que os Supercomputadores, processam as informações em MIPS (milhões de informações por segundo). São utilizados em meios industriais, comerciais e bancários.
Médio Porte
Minicomputadores
Workstation
São computadores de médio porte com poder de processamento com 1 ou mais processadores,e estão próximos ao Mainframe. Sua utilização é para fins genéricos. Como exemplo podemos citar os tradicionais Servidores Corporativos.
São computadores com alto poder de processamento, que podem ou não ter mais de um processador. Geralmente são utilizados em ambientes gráficos - Apple.
3. A estrutura computacional
O Computador – TIPOS
Pequeno Porte
Microcomputadores
Notebook
Correspondem aos computadores tradicionais (Computador Pessoal – PC). Esses computadores são identificados como sendo computadores de mesa, onde diversos periféricos são conectados pelos seus usuários.
São semelhantes aos Microcomputadores, porém é um computador portátil/móvel . Esse hardware é a tendência dos próximos anos, devido a Internet móvel.
Palm
São computadores/telefones de bolso que geralmente operam sobre o sistema operacional PALM OS, Linux ou Windows SE/MO. Esses dispositivos são geralmente utilizados por funcionários externos corporativos, como por exemplos vendedores, estudantes entre outros.
Celulares São os verdadeiro “computadores e televisores” de bolso.
Computador Digital
• Por ser uma máquina composta de
vários circuitos e componentes
eletrônicos, também é chamado de
equipamento de processamento
eletrônico de dados.
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Processamento de dados
• Série de operações que se aplica a um conjunto de dados (entrada) para obter outro conjunto de dados ou resultados (saída).
• Exemplos – dar baixa, no talão de cheques, de um cheque emitido
– procurar um número de telefone na lista telefônica e anotá-lo em uma caderneta
– somar valores de compras no supermercado
– classificar várias contas e pagá-las em ordem de data de vencimento
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Processamento de dados
• Elementos Básicos – Dados iniciais - informações iniciais sujeitas a certas
transformações
– Transformações - modificações efetuadas no conteúdo ou na forma dos dados iniciais
– Resultados finais - produto dos dados iniciais após as transformações
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Processamento eletrônico de dados
• Processamento de dados com a utilização do
computador
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Processamento eletrônico de dados
– Vantagens
• processa grande volume de dados com rapidez
• trata grandes quantidades de informação com segurança
• realiza cálculos com exatidão
• oferece grande disponibilidade de acesso às informações
armazenadas
• pode ser programado
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Dado x Informação
Dado
• Cadeia de caracteres ou padrões sem interpretação.
• É qualquer elemento identificado em sua forma bruta que por si só não conduz a uma compreensão de determinado fato ou situação.
• Algum tipo desorganizado de informação que não significa nada isoladamente.
• Ex.: nome de um funcionário, nº peças em estoque; nº de horas trabalhadas,...
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Dado x Informação
Informação
• Conjunto de dados aos quais seres humanos
deram forma para torná-los significativos e úteis.
• Dado dotado de relevância.
• Ex.: quantidade de vendas por produto, total de
vendas mensais,...
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Dado x Informação
Dado
• Informação que será trabalhada durante o processamento – Exemplos
• 10 (idade), 12 x 8 (pressão arterial), 1.99 (altura em metros)
Informação
• É o resultado do processamento, isto é, o dado processado ou „acabado‟.
Identifique no texto abaixo os dados e as informações.
Fábrica de peças
“Uma empresa utiliza coletores de dados, estrategicamente
posicionados em suas linhas de produção, indicando as
quantidades de peças produzidas e os refugos gerados para
cada linha. Análises destes dados são realizadas
periodicamente, visando indicar se há atrasos em relação à
programação planejada e acionando ações corretivas quando
necessário. A análise dos dados capturados da linha de
produção, ao longo dos últimos anos, apontou um alto nível de
refugo para uma determinada linha, num determinado período
do ano. Os projetistas do produto em questão analisaram os
dados de produção, confrontando-os com diversos outros dados
externos e internos à empresa. Descobriu-se que a
periodicidade do aumento dos refugos coincidia com o período
de maior umidade relativa do ar e que os materiais empregados
na linha específica eram mais sensíveis a estes níveis de
umidade do que se imaginava.”
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Sistema
• Conjunto de elementos que interagem para a
realização de um série de objetivos de modo
organizado e coordenado.
– Ex.: automóvel (objetivo: transportar
passageiros e carga - subsistemas: motor,
caixa de marchas, suspensão); computador
(armazenar e processar dados – subsistemas:
teclado, vídeo, CPU, ...)
• Outros exemplos de sistemas: solar, energético,
transporte, econômico, comunicação, molecular,
industrial ...
Atividades básicas dos sistemas
• Entrada (input) – envolve a captação ou coleta de
fontes de dados brutos de dentro da organização
ou de seu ambiente externo (formulários, registros,
edição);
• Processamento – conversão da entrada bruta em
forma mais útil e apropriada (dados classificados,
analisados, manipulados através de cálculos,
comparações...)
Atividades básicas dos sistemas
• Saída (output) –transferência da informação as
pessoas ou atividades que a usarão (gráficos ou
relatórios);
Fabricante
Universidade
Serviço Saúde
Sistema Bicicletas com maior qualidade
Aquisição de Conheci-mento
Serviço de Saúde com alta qualidade
Entradas Processamento Saídas Armação, componentes, suprimentos
Estudantes, professores, administradores livros, equipamentos
Médicos, enfermeiras, pacientes, equipamentos
Solda, pintura, montagem
Ensino, pesquisa...
Diagnóstico, cirurgia, medicamentos, exames
Bicicletas acabadas
Estudantes cultos, pesquisa significativa, serviços à comunidade
Pacientes saudáveis, serviços a comunidade
Atividades básicas Metas/objetivo.
Atividades básicas dos sistemas
Sistema Computacional
• Abrange a combinação de
• Hardware (circuitos),
• software (programas) e
• outros elementos essenciais
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Hardware x Software
• Hardware
– conjunto de componentes mecânicos, elétricos e eletrônicos
com os quais são construídos os computadores e equipamentos
periféricos
• Software
– conjunto de programas e procedimentos que permitem usufruir
da capacidade de processamento fornecida pelo hardware
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Instrução x programa
• Instrução – Operação elementar que o computador tem a capacidade de
processar
– Trabalha com os dados
– Ordens executadas pelo computador
• Exemplos
– instruções para entrada e saída (E/S) de dados
– instrução de movimentação de dados (transferência)
– instruções aritméticas
– instrução de comparação
– etc
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Instrução x programa
• Programa
– roteiro que orienta o computador, mostrando-lhe a sequência de
operações necessárias para executar uma determinada tarefa
– sequência de instruções que dirigem a CPU na execução de alguma
tarefa
– composto por uma série de comandos ou instruções‟
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Elementos Básicos da Máquina
Vídeo
Memória Programas
+
Dados
E/S
Buffers
Teclado CPU
Execução das
instruções de um
programa
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Elementos Básicos da Máquina
Vídeo
Memória Programas
+
Dados
E/S
Buffers
Reg.
ALU
PC IR
AC
MAR
MBR
oUnid. processamento
oUnid. controle
Teclado
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Elementos Básicos da Máquina
• Memória
• Unidade aritmética e lógica
• Unidade de controle
• Barramento
• Dispositivos de entrada e saída
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Elementos Básicos da Máquina
O sistema no qual o programa será executado
deve ser capaz de:
• Armazenar o programa e os dados utilizados
na computação.
• Localizar cada instrução e identificar a ação
que deve ser realizada.
• Executar a ação, possivelmente obtendo,
transformando e armazenando dados.
• Comunicar-se com outros dispositivos
(entrada e saída).
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Memória
Aritmética e
Lógica
Dispositivos
Controle
Canais de
Comunicação
Elementos Básicos da Máquina
O sistema no qual o programa será executado
deve ser capaz de:
• Armazenar o programa e os dados utilizados
na computação.
• Localizar cada instrução e identificar a ação
que deve ser realizada.
• Executar a ação, possivelmente obtendo,
transformando e armazenando dados.
• Comunicar-se com outros dispositivos
(entrada e saída).