introdução à informática · manipular em uma única instrução os que processam 8 ... memória...

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Introdução à Informática

Informática AplicadaBacharelado em Engenharia de Pesca

Flávia [email protected]

Elaborado por Yáskara Menescal e atualizado por Flávia Coelho, em março de 2009

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Sumário

Componentes Principais Entrada Processamento Saída Memória Exemplo Básico de Funcionamento Leitura Recomendada

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O que é um computador?

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Componentes principais

Hardware Software

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Vejamos a linha do tempo...

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Conceitualmente...

São dispositivos eletrônicos que, sob direção e controle de um programa, executam quatro operações fundamentais Entrada Processamento Saída Armazenamento

Dispositivosde Entrada

Unidade deMemória

Unidade Centralde Processamento

Dispositivosde Saída

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Sumário


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Entrada

Dispositivos de entrada aceitam dados ou comandos e os envia a UCP

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Sumário


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Processamento

O processador ou unidade de processamento central (CPU) possui circuitos eletrônicos, que manipulam os dados de entrada, transformando-os na saída desejada

A CPU é responsável por interpretar e executar os programas

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Tamanho de Dados x UCP

Uma UCP é caracterizada pelo tamanho de dados(quantidade de bits) que pode manipular em uma única instrução Os que processam 8 bits por vez Os que processam 16 bits por vez Os que processam 32 bits por vez Os que processam 64 bits por vez

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Componentes da CPU

Unidade de Controle (UC) coordena e temporiza as funções da CPU Direciona o computador a executar instruções de

programa armazenadas Envia dados e instruções do armazenamento

secundário para a memória, quando necessário Unidade Lógica Aritmética (ULA) é responsável

por executar as operações lógicas e aritméticas Executa todas as operações aritméticas e lógicas

Operações aritméticas: adição, subtração, multiplicação e divisão

Operações lógicas: compara números, letras ou caracteres especiais, testes de condições

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Registradores

Áreas de armazenamento temporário de alta velocidade Localizados dentro da UCP

Funcionam sob direção da unidade de controle Recebem, guardam e transferem

instruções ou dados Controlam onde a próxima instrução a ser

executada ou os dados necessários serão armazenados

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Registradores na prática...

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Barramento

Conjunto de condutores elétricos que permitem a comunicação entre vários componentes do computador, tais como, a UCP, a memória e unidades E/S

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Tipos de barramento

De endereço, composto por linhas (ou ligações físicas) que transportam os endereços das células de memória ou das portas de E/S

De dados, composto por linhas (ligações físicas) por onde se transporta a informação digital binária (instruções, dados, saídas) entre a UCP, memória e E/S

De controla, que indica à memória ou aos dispositivos de E/S se a CPU deseja fazer uma operação de leitura ou escrita

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Como a UCP executa instruções... Em quatro etapas

A UC recebe a instrução da memória e a coloca em um registrador

A UC decodifica a instrução e determina qual é a localização na memória para os dados necessários

A UC transfere dados da memória para os registradores na ALU

A ALU executa as instruções A UC armazena o resultado da operação na

memória ou em um registrador

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...eis o ciclo de máquina

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Sumário


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Saída

Dispositivos de saída exibem os dados processados – as informações – de uma forma compreensível e conveniente

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Sumário


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Memória As instruções dos programas e os dados

processados residem na memória O computador usa como sistema de

representação o sistema binário, ou seja, a representação dos dados através da combinação de zeros e uns Por exemplo, o decimal 10 é armazenado

como 00001010 Cada 0 ou 1 é chamado de 1 bit, que é

a unidade básica de memória

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Memória Um conjunto de 8 bits representa um

byte Com um byte, é possível representar

256 valores diferentes De 0 (00000000) até 255 (11111111)

A memória é dividida em células, cada qual com um endereço associado

Cada endereço de célula é representado por um byte

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Representação binária

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Byte e palavra

Byte é um grupo de 8 bits Dispositivos de memória de

armazenamento são medidos em número de bytes

Palavra é o número de bits que a CPU processa como uma unidade Tipicamente, um número inteiro de bytes quanto maior a palavra, mais poderoso é o

computador Tipicamente, PCs possuem 32 ou 64 bits

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Memória

Unidade de Medida Valor (Tamanho)

1 BIT Menor unidade de medida.

1 BYTE Conjunto de 8 bits (Representa uma letra, número ou palavra).

1 KILOBYTE (Kb) 1.024 bytes

1 MEGABYTE (Mb) 1.024 kilobytes

1 GIGABYTE (Gb) 1.024 gigabytes

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Tipos de Memória

ROM (Read Only Memory) – memória apenas de leitura

RAM (Random Access Memory) – memória de acesso aleatório

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Memória ROM

Não se pode alterar os dados armazenados nesse tipo de memória

Os dados permanecem armazenados mesmo quando o computador é desligado

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Memória RAM

Armazena informações que foram ou serão utilizados pelo processador

Funciona como um depósito temporário de dados que estão sendo trabalhadas enquanto o computador está ligado É a memória de trabalho!

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Memória Principal, Secundária e Cache

Principal Serve para armazenar as instruções e os dados que estão

sendo usados pelo processador (dados temporários) O armazenamento é volátil: os dados são perdidos se a

energia cair ou se o programa for fechado

Secundária Armazena uma grande quantidade de informação, sendo

bem mais lenta que a memória principal, e sempre é não-volátil

Cache Ponte de acesso entre o processador e a memória

principal (de alta velocidade de acesso)

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Memória Cache

Processador CacheRAM

Bloco de memória de alta velocidade Armazena os dados e as instruções usados com maior

freqüência e mais recentemente

O processador procura primeiramente na cache, os dados de que necessita Transferidos da cache muito mais rapidamente do que

da memória Se não estiverem na cache, a UC recupera-os da

memória

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Armazenamento secundário

Esses dispositivos complementam a memória ou armazenamento primário, que os dados dos programas usam apenas temporariamente

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Esquematicamente...

34

Sumário


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Exemplo

Execução de um programa que buscou a seguinte instrução some #0 e #2 e guarde o resultado em #3,

onde #0 e #2 são endereços de memória onde se encontram os valores a serem somados

supondo que #0 contém o número 13 #2 contém o número 20

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Leitura Recomendada

H. L. Capron, J. A. Jonson. Introdução à Informática. Editora Pearson Education, Oitava Edição, 2004

A. S. Tanenbaum. Organização Estruturada de Computadores. Editora Pearson Education, Quinta Edição, 2006

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