unidade ii hardware prof. luciano r. coutinho © 2001,02,07 introdução a informática
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Unidade IIHardware
Prof. Luciano R. Coutinho
© 2001,02,07
Introdução a Informática
Tópicos
O Computador Arquitetura de Von Newmann Dispositivos de Entrada Dispositivos de Saída Processamento de Informação Unidade Central de Processamento Memória Interna Armazenamento Secundário
ComputadorO HardwareA parte física, tangívelComponentes • Mecânicos• Elétricos• Eletrônicos
O SoftwareA parte lógica, intangível• Programas• Sistema Operacional• Bases de Dados
Arquitetura Von Newmann (1946)
Esquema do Hardware
Um “desktop” típico
Dispositivos de Entrada
Anatomia de um teclado Dipositivos Apontadores
Mouses Trackball & JoySticks Touchpad e Pointing
Stick Outros
Reconhecimento ótico Scanners
Multimídia Microfones Câmeras
Anatomia de um teclado
Mouses
O dispositivo apontador mais comumDiversos tipos:
Mecânicos – uma pequena esfera na parte inferior rola quando o mouse é movimentado.
Ópticos – usa um feixe de luz para monitorar o movimento do mouse.
Sem fio – usa ou infravermelho ou ondas de rádio, em vez de um fio, para conectar-se ao computador.
Trackbal & Joystick Trackball:
Variação do mouse mecânico. O usuário rola a esfera direto com o
dedo. Freqüentemente, incorporado a
computadores laptop.
Joystick: Alavanca curta com um pegador. A distância e a velocidade do movimento
controlam a posição do ponteiro. Pressionar o gatilho faz com que as
ações se desenvolvam.
Toucpad & Pointing stick
Touchpad: Superfície retangular sensível a pressão. Deslizar o dedo sobre a superfície faz o
ponteiro se movimentar. Um toque com o dedo é reconhecido
como um clique.
Pointing stick (bastão apontador):
Pequena haste sensível a pressão montada no centro do teclado.
Empurrar a haste em qualquer direção provoca um movimento do ponteiro.
Outros dispositivos Apontadores Mesa gráfica:
O usuário movimenta uma caneta gráfica ou “puck” na superfície da prancha.
Usada para criar ou traçar desenhos precisos.
Telas sensíveis (Touch screen): Permite ao usuário tocar itens na tela. A posição do dedo na tela determina o item a ser
introduzido no sistema. Usadas em quiosques em locais públicos, como
shopping centers.
Computação baseada em caneta: Usa um estilo similar a uma caneta eletrônica para
introduzir dados. Muito usada em PDAs ou pocket PCs.
Reconhecimento Ótico
Usa um feixe de luz para escanear dados e convertê-los em sinais elétricos.
Scanners Imagens OCR
(Optical Character Recognition)
Códigos de Barras
Microfones, ...
... câmeras fotográficas, ...
... câmeras de vídeo, etc.
Entrada Multimídia
Dispositivos de Saída
TelasImpressorasMultimídia
Telas
A tela faz parte do monitor do computador: A saída de tela é conhecida
como soft copy. Intangível e temporária
Formas comuns: Tubo de raios catódicos (CRT) Telas planas
Telas CRT
Telas Planas
Monitor de cristal líquido (LCD): Originalmente usado em laptops, mas está
ganhando espaço em computadores de mesa.Vantagens (sobre CRT)
Muito delgadas (somente algumas polegadas). Produzem texto e imagens mais nítidas Mais fácil para a visão.
Tecnologias Matriz ativa:
Usa muitos transistores thin-film (TFT). Produz imagens mais claras e pode ser vista
de ângulos maiores. Matriz passiva:
Usa um número menor de transistores. Mais barata e usa menos energia
Plasma gasoso: Suporta telas muito grandes. Tem uma exibição de cores vívidas. Visualizável em ângulos grandes.
Impressoras
Produzem informação em papel. A saída impressa é conhecida como hard
copy.
Configurações de orientação: Retrato – alinhamento vertical. Paisagem – alinhamento horizontal.
Duas maneiras de imprimir: Impressora de impacto. Impressora de não-impacto.
Impressoras de Impacto
O contato físico com o papel é necessário para produzir imagens.
Impressora de linha: Imprime uma linha inteira a
cada vez. Tipicamente usada com
computadores mainframe que imprimem relatórios extensos.
Impressora matricial: Possui uma cabeça de
impressão que consiste em uma ou mais colunas de pinos.
Os pinos formam caracteres e imagens como padrões de pontos.
Impressoras de Não-impacto
Coloca imagens em uma página sem entrar em contato físico com ela.
Impressora a jato de tinta: Borrifa pontos de tinta de múltiplos
esguichos a jato. Pode imprimir tanto em preto-e-
branco como em cores. Mais baratas do que as impressoras
a laser.
Impressora a laser: Usa um feixe de luz para ajudar a
transferir imagens para o papel. Produz saída de elevada qualidade
a velocidades muito altas.
Saída Multimídia
Projetores, ...
... alto-Falantes, etc.
Processamento de Informação
Processamento Computador DigitalEntrada & Saída Digitais
Processamento
Informação implica em entendimento Pessoas lidam com informação
E os computadores? O que significa dizer que computadores tratam
automaticamente informação?
Resposta: Significa que o computador é capaz de manipular apenas
representações formais (codificações) de informação! Se tais representações formais e sua manipulação
implicam em entendimento é uma outra estória ...
Em teoria: entrada : Informação RepFormal processamento : RepFormal RepFormal saida : RepFormal Informação
Computadores Digitais
Hardware opera apenas com informação codificada em binário!
Ou seja, Entrada : Informação Sequencia{0,1} Processamento : Sequencia{0,1}
Sequencia{0,1} Saída : Sequencia{0,1} Informação
Desde a década de 40, os computadores tem sido digitais
Por que é simples e mais confiável desenvolver equipamentos eletrônicos digitais
Por que, em teoria, qualquer processamento automático possível pode ser expresso como uma função que opera sobre um código binário
Entrada : Informação {0,1}*
Informação=
Quais as possibilidades?
H = {esquerda, direita,imovel}V = {acima,abaixo,imovel}
Passo = HV
Movimento = Passo1, Passo2, ...
Como a entrada ao lado poderiaser codificada?
Movimento
mousepad
Entrada : Informação {0,1}*
Informação=
Quais as possibilidades?
Caracter = ..., 0,1, ..., a, b,...
Texto = Caracter1, Caracter2, ...
Como a entrada ao lado poderiaser codificada?Texto
The little fox jumps ...
tecladohttp://equipe.nce.ufrj.br/adriano/c/apostila/tabascii.htm
Saida : {0,1}* Informação
Saida(00 11 11 01 00) =
Saida(00111000) =
Unidade Central de Processamento
ComponentesCiclo de Processamento
Componentes da CPU
Unidade Controle Programável Comanda como todo o
processamento irá ocorrer Fluxo controle Fluxo de dados
Unidade Logica Aritmética
Operações aritméticas: Adição, subtração, multiplicação, divisão
Operações lógicas: Testa uma de três
condições: Condição de igualdade
(igual a) Condição menor que Condição maior que
Ciclo de Processamento
O processador não pode operar sobre dados diretamente da entrada ou do armazenamento secundário (discos)
Primeiro, eles devem residir na Memória:
A Unidade de Controle recupera dados da entrada e transfere-os para a Memória.
Segundo, dados são enviados ao processador
A unidade de controle requisita à memória itens de dados
Após processamento, a unidade de controle os envia novamente à memória
O ciclo se repete
Dados e instruções permanecem na memória até serem enviados a um dispositivo de saída ou armazenamento secundário.
. .
entrada saída
processamento
Memória Interna
Tipos RAM ROM Flash
EndereçamentoCapacidade de armazenamento
Memória de Acesso Aleatório (RAM)
Tipos: RAM estática –
Static RAM (SRAM) RAM dinâmica –
Dynamic RAM (DRAM)Empacotada em placas de circuito:
Módulos de memória lineares de via simples (SIMMS).
Módulos de memória lineares de via dupla (DIMMS).
VOLATIL o conteúdo desaparece
quando há queda de energia.
Dados podem ser acessados aleatoriamente:
O endereço de memória 10 pode ser acessado tão rapidamente quanto o endereço de memória 10.000.000
Memória Somente de Leitura (ROM)
Contém programas e dados registrados permanentemente na memória pela fábrica.
Não pode ser alterada pelo usuário.
Não-volátil
Chips de ROM programáveis (PROM):
Algumas instruções no chip podem ser alteradas.
Memória Flash
RAM não-volátil Usada em telefones
celulares, câmeras digitais e computadores manuais (handheld).
Menores do que uma unidade de disco e requerem menos energia.
Endereços de Memória
Cada localização de memória tem um endereço:
Um número único, como em uma caixa postal.
Pode conter somente uma instrução ou item de dados:
Quando dados são reescritos na memória, o conteúdo anterior desse endereço é destruído.
Referenciado pelo número: As linguagens de
programação usam um endereço simbólico (nomeado), tal como Horas ou Salário.
Medidas de Memória
Bit = dígito binário 0 ou 1Byte = oito bits
Em geral, cada posição de memória tem o tamanho de um byte
Kilobyte (KB): 1024 (210) bytes.
Megabyte (MB): aproximadamente, um milhão (220) de bytes.
Gigabyte (GB): aproximadamente, um bilhão (230) de bytes.
Terabyte (TB): aproximadamente, um bilhão (240) de bytes.
Atualmente, a memória interna de computadores pessoais começa a ser medide em GB e a memória externa (armazenamento secundário) em TB.
Armazenamento Secundário
Características Tipos Fitas Magnéticas Discos Magnéticos Discos Óticos Cartões Flash
Características
Vantagens Não volátil Alta capacidade Mais barata
Desvantagens Acesso mais lento
Fitas MagnéticasAcesso sequencial
Capacidade• Atualmente há tecnologia para armazenar até 8TB/fita
Discos Magnéticos
Acesso aleatório Trilhas
Tipos Flexíveis Rígidos
Discos Óticos
CDs (~ 700MB) CD-ROM – a unidade
somente pode ler dados de CDs.
CD-R – a unidade pode escrever no disco apenas uma vez.
CD-RW – a unidade pode apagar e sobregravar dados múltiplas vezes.
DVDs (> 4GB)
Cartões Flash
Mesma tecnologia da RAM FlashSó que como dispositivo de armazenamento secundário
Capacidade = dezenas de Gigabytes
Referencias
Alcalde, E., Garcia, M. e Penuelas, S. Informática Básica. São Paulo: Makron Books, 1991.BEI. Tecnologia da informação para todos. São Paulo, 2002.http://pt.wikipedia.org/wiki/Computador