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HardwareHardware

Introdução à InformáticaIntrodução à Informática

2PUCRS/FACIN - Introdução à Informática

RoteiroRoteiro

Sistemas de ComputaçãoSistemas de Computação HardwareHardware

Sistema CentralSistema Central PeriféricosPeriféricos


Sistemas de ComputaçãoSistemas de Computação

HardwareHardware Parte física do sistema de computaçãoParte física do sistema de computação Geralmente não é reconfigurávelGeralmente não é reconfigurável

SoftwareSoftware Parte lógica do sistema de computaçãoParte lógica do sistema de computação ReconfigurávelReconfigurável


HardwareHardware

Esquema básicoEsquema básico

Periféricos

Sistema Central

CPU

Memória


HardwareHardware

Memória Auxiliar

Sistema Central

Unidade de SaídaUnidade de Entrada

Periférico Periférico


Sistema CentralSistema Central

CPU

ULA

UC

Memória Principal

Memória Auxiliar

Unidade de Saída

Unidade de Entrada

Operações Lógicas e Aritméticas

Controle das demais unidades

Armazena dados e programas em processamento



Unidade Central de Processamento Unidade Central de Processamento (UCP/CPU)(UCP/CPU) Processa os dados de entrada em dados Processa os dados de entrada em dados

de saídade saída Ciclo de processamentoCiclo de processamento

Busca de instrução na memória principalBusca de instrução na memória principal Execução da InstruçãoExecução da Instrução Reinicia o cicloReinicia o ciclo


Ciclo de ExecuçãoCiclo de Execução

CPU

ULA

UC

Memória Principal

Busca Instrução

Executa Instrução

Periféricos



Unidade de Controle (UC/CU)Unidade de Controle (UC/CU) Controla o fluxo de dados e a interpretação Controla o fluxo de dados e a interpretação

de cada instrução do programade cada instrução do programa Todo o processamento é coordenado pela Todo o processamento é coordenado pela

unidade de controleunidade de controle Unidade Lógica e Aritmética (ULA/ALU)Unidade Lógica e Aritmética (ULA/ALU)

Realiza as operações aritméticas e lógicasRealiza as operações aritméticas e lógicas É coordenada pela UC.É coordenada pela UC.


MemóriaMemória

Armazena Armazena informações informações utilizadas pela CPUutilizadas pela CPU Memória Principal ou Memória Principal ou

CentralCentral Rápida, custosa, Rápida, custosa,

limitada, temporária e limitada, temporária e volátilvolátil

Memória AuxiliarMemória Auxiliar Mais lenta, maior Mais lenta, maior

capacidade, capacidade, teoricamente teoricamente permanente e não permanente e não volátilvolátil


Memória PrincipalMemória Principal

Tipos de Memória PrincipalTipos de Memória Principal RAM (RAM (Random Access MemoryRandom Access Memory))

Memória de TrabalhoMemória de Trabalho VolátilVolátil Permite Gravação e LeituraPermite Gravação e Leitura

ROM (ROM (Read Only MemoryRead Only Memory)) Fins EspecíficosFins Específicos Não volátilNão volátil Apenas Leitura (gravada pelo fabricante)Apenas Leitura (gravada pelo fabricante)


Tipos de RAMTipos de RAM

DRAM (DRAM (DynamicDynamic RAM) RAM) Construída com capacitoresConstruída com capacitores Carga dos capacitores deve ser renovada Carga dos capacitores deve ser renovada

periodicamente (periodicamente (refreshrefresh)) Lenta e CustosaLenta e Custosa

SRAM (SRAM (StaticStatic RAM) RAM) Construída com transistoresConstruída com transistores Rápida e CaraRápida e Cara Embora volátil, só perde o conteúdo quando Embora volátil, só perde o conteúdo quando

desligadadesligada


Tipos de ROMTipos de ROM

ROMROM Gravada durante a fabricaçãoGravada durante a fabricação Baixo custo para grandes volumesBaixo custo para grandes volumes

PROM (PROM (ProgrammableProgrammable ROM) ROM) Programável após a fabricação (uma vez)Programável após a fabricação (uma vez) EPROM (EPROM (ErasableErasable PROM) PROM)

Gravado e Apagado com ultravioletaGravado e Apagado com ultravioleta EEPROM (EEPROM (Electrically ErasableElectrically Erasable PROM) PROM)

Apagável ElétricamenteApagável Elétricamente Custo altoCusto alto


Memória PrincipalMemória Principal

Quantidade de memória principal Quantidade de memória principal afeta o custo e o desempenho do afeta o custo e o desempenho do sistemasistema

O tamanho máximo da memória O tamanho máximo da memória principal é limitado pela arquitetura principal é limitado pela arquitetura da CPUda CPU


Memória AuxiliarMemória Auxiliar

Em relação à memória principalEm relação à memória principal Mais lentaMais lenta Custo menorCusto menor Não volátilNão volátil Maior capacidadeMaior capacidade

Acesso Seqüencial ou AleatórioAcesso Seqüencial ou Aleatório Armazenamento de informações e Armazenamento de informações e

programasprogramas



Tipos de Memória AuxiliarTipos de Memória Auxiliar Cartão e fita de papel perfuradoCartão e fita de papel perfurado Disco Flexível (Magnético)Disco Flexível (Magnético)

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

Disco Rígido (HD)Disco Rígido (HD) FitasFitas

Carretel (±40 MB), cartucho, casseteCarretel (±40 MB), cartucho, cassete DAT – DAT – Digital Audio TapeDigital Audio Tape



Tipos de Memória AuxiliarTipos de Memória Auxiliar ÓticasÓticas

CD-ROM (até 800 MB), CD-R CD-ROM (até 800 MB), CD-R ((RecordableRecordable)/WORM ()/WORM (Write-Once Read Write-Once Read ManyMany); DVD (); DVD (Digital Video DiskDigital Video Disk))

Cartão de MemóriaCartão de Memória EEPROMEEPROM PCMCIA – PCMCIA – Personal Computer Memory Card Personal Computer Memory Card

International Association International Association (±200MB)(±200MB) Compact FlashCompact Flash


Termos ComunsTermos Comuns

Memória VirtualMemória Virtual Emula memória principal maiorEmula memória principal maior Utiliza memória secundáriaUtiliza memória secundária Troca de dados entre memória principal Troca de dados entre memória principal

e secundária: e secundária: swappingswapping Memória Memória CacheCache

Memória de alta velocidade associada Memória de alta velocidade associada ao processadorao processador

Armazena dados comumente utilizadosArmazena dados comumente utilizados


Organização da MemóriaOrganização da MemóriaCPU

ULA

UC

Memória Principal

Memória Secundária


Memória Principal vs. Memória Principal vs. SecundáriaSecundária

Memória AuxiliarMemória Auxiliar Não volátilNão volátil Custo menorCusto menor Mais LentaMais Lenta Maior CapacidadeMaior Capacidade

Memória PrincipalMemória Principal VolátilVolátil Custo maiorCusto maior Mais rápidaMais rápida Menor capacidadeMenor capacidade


Representação de DadosRepresentação de Dadosna Memóriana Memória

Unidades de Unidades de Armazenamento da Armazenamento da Memória Principal Memória Principal e Auxiliare Auxiliar BIT (Binary digiT)BIT (Binary digiT) BYTE – 8 bitsBYTE – 8 bits

K, KB – QuilobyteK, KB – Quilobyte MilMil 1024 (21024 (210 10 bytesbytes)

M, MB – MegabyteM, MB – Megabyte MilhãoMilhão 1.048.576 (21.048.576 (220 20 bytes)bytes)

G, GB – GigabyteG, GB – Gigabyte BilhãoBilhão 1.073.741.824 (21.073.741.824 (230 30

bytes)bytes) T, TB – TerabyteT, TB – Terabyte

TrilhãoTrilhão


PeriféricosPeriféricos

Comunicação entre a máquina e o Comunicação entre a máquina e o mundo exteriormundo exterior Unidades de EntradaUnidades de Entrada

Unidades de SaídaUnidades de Saída


Dispositivos de EntradaDispositivos de Entrada

Convertem dados em sinais Convertem dados em sinais utilizáveis pelo computadorutilizáveis pelo computador TecladoTeclado Mesa DigitalizadoraMesa Digitalizadora Tela sensível ao toqueTela sensível ao toque Caneta LuminosaCaneta Luminosa JoystickJoystick MouseMouse


Dipositivos de SaídaDipositivos de Saída

Dispositivos de saída convertem sinais Dispositivos de saída convertem sinais digitais armazenados internamente digitais armazenados internamente para formas úteis externamente;para formas úteis externamente;

A informação pode sair do sistema em A informação pode sair do sistema em diferentes formas básicas e suas diferentes formas básicas e suas combinações:combinações: TextoTexto ImagemImagem SomSom Sinais Digitais ou AnalógicosSinais Digitais ou Analógicos


Dispositivos de Entrada e Dispositivos de Entrada e SaídaSaída

Funcionam tanto como dispositivos Funcionam tanto como dispositivos de entrada como de saída:de entrada como de saída: Disco RígidoDisco Rígido Tela sensível ao toqueTela sensível ao toque Joystick Joystick Force FeedbackForce Feedback



TecladoTeclado Caneta LuminosaCaneta Luminosa

Identificação de elementos da telaIdentificação de elementos da tela MouseMouse TrackballTrackball TouchpadTouchpad



JoystickJoystick ScannerScanner

Mesa / MãoMesa / Mão TridimensionalTridimensional OCROCR



Digitalizador de vídeoDigitalizador de vídeo Digitalizador espacialDigitalizador espacial Painel ou mesa sensível ao toque - Painel ou mesa sensível ao toque -

touch panel touch panel Mesa digitalizadoraMesa digitalizadora



Luva eletrônica Luva eletrônica Data GloveData Glove Luva com esqueletos externosLuva com esqueletos externos

Data suit Data suit Leitora de código de barrasLeitora de código de barras



Dispositivos de Dispositivos de rastreamento - rastreamento - tracking devices tracking devices

Câmaras digitaisCâmaras digitais


Dispositivos de SaídaDispositivos de Saída

MonitoresMonitores Projetores DigitaisProjetores Digitais



Traçadores Traçadores gráficos ou gráficos ou PlottersPlotters

OffsetOffset Digitais Digitais



ImpressorasImpressoras MatriciaisMatriciais Jato de TintaJato de Tinta LaserLaser Transferência TérmicaTransferência Térmica

Registradores fotográficosRegistradores fotográficos



Óculos Óculos EstereoscópicosEstereoscópicos Óculos com lentes Óculos com lentes

de cristal líquido de cristal líquido capazes de capazes de bloquear a visão bloquear a visão quando necessárioquando necessário



Head Mounted Head Mounted Displays - HMDDisplays - HMD Duas pequenas Duas pequenas

telastelas Fone de ouvidoFone de ouvido

Dispositivos Dispositivos Geradores de Geradores de Sensação de Tato e Sensação de Tato e de Força (haptic de Força (haptic displays)displays)



Monitores de toque (Monitores de toque (touchscreentouchscreen)) Joystick Force FeedbackJoystick Force Feedback



Unidade de Disco MagnéticoUnidade de Disco Magnético Unidade de Disco ÓticoUnidade de Disco Ótico ModemModem Unidade de Fita MagnéticaUnidade de Fita Magnética


Links InteressantesLinks Interessantes

How Stuff WorksHow Stuff Works http://computer.howstuffworks.com/virthttp://computer.howstuffworks.com/virt

ual-memory.htmual-memory.htm http://computer.howstuffworks.com/romhttp://computer.howstuffworks.com/rom

.htm.htm http://computer.howstuffworks.com/cohttp://computer.howstuffworks.com/co

mputer-memory.htmmputer-memory.htm

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