Arquitetura de Computadores. Alan Santos

Arquitetura de

Computadores

Alan Santos

Arquitetura de Computadores

• Carga Horária: 60h

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…

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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,

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.

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

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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

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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.

•

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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

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,

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/objet ivo.

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

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Elementos Básicos da Máquina

Vídeo

Memória

CPU

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Elementos Básicos da Máquina

Vídeo

Memória

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Elementos Básicos da Máquina

• Memória

• Unidade aritmética e lógica

• Unidade de controle

• Barramento

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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).

30 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).