conceitos sobre computadores - angel.acmesecurity.orgadriano/aulas/lc/2013/1-introd... ·...
TRANSCRIPT
IBILCE - UNESP - SJRP Conceitos sobre computadores
Prof. Adriano Mauro Cansian & Prof. Leandro Alves Neves 1
Conceitos sobre Computadores
Prof. Adriano Mauro Cansian Prof. Leandro Alves Neves
UNESP - São José do Rio Preto ______________________________
Linguagem Computacional
Neste tópico veremos:
• Os Componentes físicos dos computadores – O hardware: principais partes dos computadores atuais.
• Os Componentes lógicos dos computadores – Como os computadores são organizados. – As partes lógicas que formam os computadores atuais.
Adriano Mauro Cansian & Leandro Alves Neves
IBILCE - UNESP - SJRP Conceitos sobre computadores
Prof. Adriano Mauro Cansian & Prof. Leandro Alves Neves 2
Computador
• Definição: “Máquina composta de um conjunto de partes eletrônicas e eletromecânicas, com capacidade de coletar, armazenar, manipular dados, e fornecer informações, tudo isso de forma automática.”
Hardware • Tudo aquilo que o compõe fisicamente
Adriano Mauro Cansian & Leandro Alves Neves
Processamento
P E S
entrada saída processamento
Adriano Mauro Cansian & Leandro Alves Neves
IBILCE - UNESP - SJRP Conceitos sobre computadores
Prof. Adriano Mauro Cansian & Prof. Leandro Alves Neves 3
Computadores…
Adriano Mauro Cansian & Leandro Alves Neves
Adriano Mauro Cansian & Leandro Alves Neves
IBILCE - UNESP - SJRP Conceitos sobre computadores
Prof. Adriano Mauro Cansian & Prof. Leandro Alves Neves 4
Adriano Mauro Cansian & Leandro Alves Neves
Componentes físicos dos computadores
Daremos ênfase aos microcomputadores pessoais.
IBILCE - UNESP - SJRP Conceitos sobre computadores
Prof. Adriano Mauro Cansian & Prof. Leandro Alves Neves 5
Principais Componentes físicos dos micro-computadores (1)
• Gabinete – Fonte – Discos – Placa mãe
• Processador • Interfaces (placas) • Memória
Adriano Mauro Cansian & Leandro Alves Neves
Principais Componentes físicos dos micro-computadores (2)
• “Periféricos” – Teclado – Mouse – Monitor – Impressora – Scanner – Câmera – Gravador CD / DVD
Dispositivos de entrada e saída de
dados
Adriano Mauro Cansian & Leandro Alves Neves
IBILCE - UNESP - SJRP Conceitos sobre computadores
Prof. Adriano Mauro Cansian & Prof. Leandro Alves Neves 6
Gabinete
• Algumas vezes chamada erroneamente de “CPU”.
• Contêm a fonte, placa mãe, dispositivos de armazenamento (hard disk, disquetes, e outros), placas de expansão, memória, etc...
• Existem vários modelos de formato e tamanhos variados.
• Exigem compatibilidade com o tipo de fonte e, em alguns casos, com a placa mãe.
Adriano Mauro Cansian & Leandro Alves Neves
Fonte
• Fonte de energia • Fornece energia elétrica para a placa mãe e
para os periféricos. – Transforma corrente alterada de 110V ou 220V
para corrente contínua +5V, -5V e +12V -12V, utilizada pela placa-mãe e pelos periféricos.
Adriano Mauro Cansian & Leandro Alves Neves
IBILCE - UNESP - SJRP Conceitos sobre computadores
Prof. Adriano Mauro Cansian & Prof. Leandro Alves Neves 7
Discos (1)
• Usados para armazenamento permanente. – Podem armazenar grandes volumes de dados. – Considerados dispositivos periféricos de entrada e
saída. • É onde o computador grava (“salva”)
informações que precisam ser armazenadas de forma não volátil.
• É análogo a um arquivo, onde se colocam pastas. • Discos também são considerados “dispositivos
periféricos” (veremos mais adiante).
Adriano Mauro Cansian & Leandro Alves Neves
Discos (2)
• Magnéticos, óticos (CDs, DVDs) ou magneto-óticos. • Atualmente são medidos em Gigabytes (GB) nos
microcomputadores, e Terabytes (TB) nos sistemas de grande porte. – 1 byte = unidade fundamental de informação (discutido mais adiante.)
• 1 TB = 1000 GB • 1 GB = 1000 MB • 1 MB = 1000 KB
– Valores típicos atuais de hard disks: 400 GB, 800 GB, 1000 GB. – 1 CD ROM = 620 a 700 MB. – 1 DVD = 4 a 5 GB = Equivale a cerca de 7 CD-ROMs
Adriano Mauro Cansian & Leandro Alves Neves
IBILCE - UNESP - SJRP Conceitos sobre computadores
Prof. Adriano Mauro Cansian & Prof. Leandro Alves Neves 8
Placa mãe (motherboard) (1)
• A placa mãe, ou motherboard, é possivelmente a parte mais importante do micro-computador.
• Gerencia toda a transação de dados entre a CPU, a memória e os periféricos.
• Define a “arquitetura” do computador.
Adriano Mauro Cansian & Leandro Alves Neves
Motherboards
Adriano Mauro Cansian & Leandro Alves Neves
IBILCE - UNESP - SJRP Conceitos sobre computadores
Prof. Adriano Mauro Cansian & Prof. Leandro Alves Neves 9
Placa mãe (motherboard) (2)
• Componentes da Placa Mãe: – CPU; – Memória
• Onde ficam as informações temporárias. – Barramentos
• Os componentes internos usam para se comunicar. – Slots
• Onde se conectam outras placas ou interfaces. – Conexões de entrada e saída.
• Onde se ligam componentes periféricos externos (impressoras, discos, scanner, câmera, rede, dentre outros).
Adriano Mauro Cansian & Leandro Alves Neves
Placa mãe (motherboard) (3)
• CPU – Chamado também de processador ou
microprocessador. – É o “cérebro do computador”. – Veremos com mais detalhes mais adiante...
Adriano Mauro Cansian & Leandro Alves Neves
IBILCE - UNESP - SJRP Conceitos sobre computadores
Prof. Adriano Mauro Cansian & Prof. Leandro Alves Neves 10
Memórias
Memórias RAM – Intimamente ligadas ao processador, Chipset e
placa mãe. – Existem vários tipos de memória, variando a capacidade de armazenamento, velocidade e preço.
Adriano Mauro Cansian & Leandro Alves Neves
Memória (1)
• Chamada de “Memória RAM”. • RAM = Random Access Memory
– Memória de Acesso Aleatório • Onde as informações ficam temporariamente.
– Quando o computador é desligado, os dados da memória RAM desaparecem.
• É o local onde o computador/processador coloca as informações enquanto está trabalhando nelas.
• Não faz armazenamento permanente. – Isso é feito pelos discos magnéticos ou óticos (pendrives, hard
disks, DVDs). – São totalmente eletrônicas, portanto são mais caras que discos.
Adriano Mauro Cansian & Leandro Alves Neves
IBILCE - UNESP - SJRP Conceitos sobre computadores
Prof. Adriano Mauro Cansian & Prof. Leandro Alves Neves 11
Memória (2)
• Quando o computador é ligado, ele faz um processo chamado de boot. – O boot consiste em carregar o sistema operacional do
disco para a memória RAM. • O sistema operacional é um tipo especial de software que
controla o computador (será discutido mais adiante).
• Quando um software é carregado, ele é armazenado (temporariamente) na memória RAM.
Adriano Mauro Cansian & Leandro Alves Neves
Memória (3)
– Os softwares e os dados ficam na memória RAM enquanto estão sendo utilizados.
– É equivalente a uma mesa de trabalho, onde os dados são colocados enquanto o computador está trabalhando neles.
• Atualmente é medida em megabytes (MB) ou Gigabytes (GB).
• Valore típicos 1 GB, 2GB, 4GB. • Comparando com discos, CD e DVD:
– Um HD típico = 500 GB
Adriano Mauro Cansian & Leandro Alves Neves
IBILCE - UNESP - SJRP Conceitos sobre computadores
Prof. Adriano Mauro Cansian & Prof. Leandro Alves Neves 12
Memória X discos
• Comparação de custo de armazenamento: • Memória RAM
– 1 GB = Aprox. US$ 20,00 • Hard disk
– 500 GB = Aprox. US$ 50,00 – 1 GB = Aprox. US$ 0,10 / GB
• Mídia de CD-ROM – 620 MB = Aprox. US$ 0,25 (US$ 0,40 / GB)
• Mídia de DVD – 4 Gb = 4.000 Mb = Aprox. US$ 1,00 (US$ 0,40 / GB)
Adriano Mauro Cansian & Leandro Alves Neves
Barramento • Slots (onde se conectam outras placas); • Conexões de entrada e saída. • A velocidade do barramento é uma característica
da placa-mãe. • É muito importante para a comunicação entre o
processador e a memória, e outras interfaces e dispositivos.
Adriano Mauro Cansian & Leandro Alves Neves
IBILCE - UNESP - SJRP Conceitos sobre computadores
Prof. Adriano Mauro Cansian & Prof. Leandro Alves Neves 13
Microprocessador (1)
• Microprocessador – É o cérebro do computador – CPU inteira dentro de um único chip.
Adriano Mauro Cansian & Leandro Alves Neves
Microprocessador (2)
• É o cérebro do computador. • O termo microprocessador não é o mesmo que
CPU. – Mas, para os microcomputadores porém, pode-se dizer
que o microprocessador é a sua CPU. – Antes da existência dos microcomputadores, as CPUs
dos computadores eram formadas por um grande número de chips, distribuídos ao longo de uma ou diversas placas.
Adriano Mauro Cansian & Leandro Alves Neves
IBILCE - UNESP - SJRP Conceitos sobre computadores
Prof. Adriano Mauro Cansian & Prof. Leandro Alves Neves 14
Microprocessador (3)
• Principais fabricantes: – Intel
• Família Pentium
– AMD • Família Athlon
Adriano Mauro Cansian & Leandro Alves Neves
Evolução dos principais processadores
• (década de 50): 5 centímetros • Intel 4004 (1971) - 15.00 mícron • 8088 (1979) - 3.00 mícron • 486 - 1.00 mícron • Pentium 60 MHz - 0.80 mícron • Pentium 100 MHz - 0.60 mícron • Pentium 166 MHz - 0.40 mícron • Pentium 166 MMX - 0.35 mícron • Pentium III 350 - 0.25 mícron
• Celeron 366 (soquete) - 0.22 mícron • Pentium III Coppermine - 0.18 mícron • Pentium 4 - 0.18 mícron • Athlon Thunderbird - 0.18 mícron • Cyrix III - 0.15 mícron • Pentium III Tualatin - 0.13 mícron • Athlon Thoroughbred - 0.13 mícron • Até 2005 (segundo a Intel) - 0.07 mícron • Até 2010 (segundo a Intel) - 0.03 mícron
Um mícron equivale a 1 milésimo de milímetro, ou a 1 milionésimo de metro.
Adriano Mauro Cansian & Leandro Alves Neves
IBILCE - UNESP - SJRP Conceitos sobre computadores
Prof. Adriano Mauro Cansian & Prof. Leandro Alves Neves 15
Processador e performance
Adriano Mauro Cansian & Leandro Alves Neves
Clock (1)
• Como você sabe, clock em inglês significa "relógio". – Um relógio funciona de maneira precisa, marcando o
tempo.
• Num computador à o circuito gerador de clock, é um pequeno cristal de quartzo que fica na placa mãe. – Tem exatamente a mesma função: marcar o tempo.
Adriano Mauro Cansian & Leandro Alves Neves
IBILCE - UNESP - SJRP Conceitos sobre computadores
Prof. Adriano Mauro Cansian & Prof. Leandro Alves Neves 16
Clock (2)
• Para que o computador funcione, tudo tem que funcionar de maneira sincronizada, como uma orquestra.
• Cada vez que é gerado um pulso de clock, todos os dispositivos realizam uma operação, param e continuam o que estiverem fazendo no próximo ciclo. – Como num cruzamento, onde os carros trafegam hora
num sentido, hora no outro, orientados pelo farol.
Adriano Mauro Cansian & Leandro Alves Neves
Clock (3)
• O clock estabelece o sincronismo para a comunicação entre os elementos do hardware (memória, processador, periféricos).
• Quanto maior for o clock, mais operações poderão ser executadas. – O clock é o que vemos anunciado como MHz ou GHz
nas propagandas dos computadores.
Adriano Mauro Cansian & Leandro Alves Neves
IBILCE - UNESP - SJRP Conceitos sobre computadores
Prof. Adriano Mauro Cansian & Prof. Leandro Alves Neves 17
Clock (4) • Velocidade de Clock: É a velocidade pela à qual
um microprocessador executa instruções. – Quanto mais rápido o clock, mais instruções uma CPU
pode executar por segundo. – A velocidade de clock é expressada em megahertz
(MHz) ou gigahertz (GHz) • 1 MHz é igual a 1 milhão de ciclos por segundo • 1 GHz = 1.000 MHz.
• A evolução no processo de fabricação do chip com a diminuição de sua potência permite, que o clock cresça cada dia mais. – Limitação à aquecimento do processador.
Adriano Mauro Cansian & Leandro Alves Neves
Periféricos e Componentes
Adriano Mauro Cansian & Leandro Alves Neves
IBILCE - UNESP - SJRP Conceitos sobre computadores
Prof. Adriano Mauro Cansian & Prof. Leandro Alves Neves 18
Placas e periféricos
• Placas de expansão – Placa de som, de vídeo, de rede.
• Periféricos – Telados, monitor, mouses, monitores,
joysticks, câmeras, dentre outros.
Adriano Mauro Cansian & Leandro Alves Neves
Periféricos de entrada e saída
• Esses Periféricos são classificados também de acordo com sua finalidade: se servem para entrar dados ou enviar dados para o usuário ou para o computador.
• Chamamos esses periféricos de dispositivos de entrada e dispositivos de saída de dados, conforme esta disposição. – Aos periféricos usados para transmitirmos informações ao
computador chamamos de Dispositivos de entrada de dados. – Aos periféricos usados para o computador se comunicar conosco
enviando dados chamamos de Dispositivos de saída de dados. • Aos dispositivos periféricos que servem tanto para entrada quanto para saída
de dados chamamos de Dispositivos de entrada e saída de dados.
Adriano Mauro Cansian & Leandro Alves Neves
IBILCE - UNESP - SJRP Conceitos sobre computadores
Prof. Adriano Mauro Cansian & Prof. Leandro Alves Neves 19
Alguns periféricos
DISPOSITIVO: TIPO DE COMUNICAÇÃO DE DADOS :
modem / fax entrada e saída de dados
monitor ou vídeo saída de dados
impressora saída de dados
teclado entrada de dados
scanner entrada de dados
mouse, trackball, mousetouch
entrada de dados
microfone para multimídia entrada de dados
Adriano Mauro Cansian & Leandro Alves Neves
Arquitetura lógica de um Computador
IBILCE - UNESP - SJRP Conceitos sobre computadores
Prof. Adriano Mauro Cansian & Prof. Leandro Alves Neves 20
CPU
UCP - Unidade Central de Processamento CPU - Central Process Unit
Adriano Mauro Cansian & Leandro Alves Neves
CPU (ou UCP) e comunicação
Adriano Mauro Cansian & Leandro Alves Neves
IBILCE - UNESP - SJRP Conceitos sobre computadores
Prof. Adriano Mauro Cansian & Prof. Leandro Alves Neves 21
Unidades Periféricas
periférico de ENTRADA
periférico de ARMAZENAMENTO
periférico de SAIDA
UCP
Adriano Mauro Cansian & Leandro Alves Neves
Entrada e saída
• Entrada e Saída – Operações de entrada: permitem ao computador
acessar informações externas. – Operações de saída: permitem a saída de
informações para o meio externo e possibilitam sua visualização, armazenamento ou utilização por outro equipamento.
Adriano Mauro Cansian & Leandro Alves Neves
IBILCE - UNESP - SJRP Conceitos sobre computadores
Prof. Adriano Mauro Cansian & Prof. Leandro Alves Neves 22
Arquitetura da UCP (1)
• UCP Unidade Central de Processamento – Ou CPU - Central Process Unit – Componente vital do sistema de computação. – Responsável pela realização das operações de
processamento (cálculos matemáticos, cálculos lógicos, dentre outros) e de controle, durante a execução de um programa.
– Formada pela ULA - Unidade Lógica e Aritmética e a UC - Unidade de Controle.
• Atualmente englobadas num mesmo microprocessador.
Adriano Mauro Cansian & Leandro Alves Neves
• Componentes da CPU – ULA - Unidade Aritmética e Lógica
Responsável por realizar as operações matemáticas e lógicas com os dados
– UC - Unidade de Controle • Dispositivo mais complexo da CPU. • Busca de instruções na memória
principal. • Controla a ação da ULA • Realiza a movimentação de dados e
instruções de e para a CPU
Arquitetura da UCP (2)
Adriano Mauro Cansian & Leandro Alves Neves
IBILCE - UNESP - SJRP Conceitos sobre computadores
Prof. Adriano Mauro Cansian & Prof. Leandro Alves Neves 23
Unidades de memória
• Memória – RAM (Random Access Memory)
• Já discutida anteriormente. – Memória principal do computador.
• Armazena instruções que estão sendo executadas e os dados necessários a sua execução, no momento.
• Totalmente eletrônica. • NÃO CONFUNDIR COM ARMAZENAMENTO EM DISCO
(armazenamento magnético)!! • É uma memória de leitura e escrita (read / write) de rápido
acesso, de acesso aleatório e volátil (em caso de falta de energia elétrica ou desligamento do computador há perda de informações).
Adriano Mauro Cansian & Leandro Alves Neves
Sinopse • Até aqui vimos o seguinte:
– Componentes físicos dos computadores • O hardware: as principais partes que formam os computadores
atuais. • Ênfase em microcomputadores • Processador, Memória, disco, periféricos.
– Componentes lógicos dos computadores • Como os computadores são organizados. • As unidade lógicas que formam os computadores atuais.
• Nossos próximos passos: – Aprenderemos sobre o sistema operacional e os softwares
em geral.
Adriano Mauro Cansian & Leandro Alves Neves