Automação e Computadores
MICROCOMPUTADORES
Unidades Funcionais de um Sistema Informático
Os dados são introduzidos através dos dispositivos de entrada (input) Dispositivos de Entrada teclado, rato, scannerOs novos dados, depois de processados, são enviados para os periféricos de saída (output). Dispositivos de Saída Monitor, impressora, colunas
Em seguida são enviados para a unidade central de processamento
CPU – Unidade Central de Processamento
Motherboard, cache, RAM
Memórias
Disco rígido, drive de disquestes, de CD
Hardware
Hardware
CPU
(Central Processing Unit: Unidade de Processamento Central)
A Unidade de Processamento Central (CPU), também chamada de
processador ou microprocessador (chip) é considerado o “cérebro”
do computador porque é ele
processa instruções, efectua cálculos e
que gere o fluxo da informação
.
Trata-se de um circuito integrado, cuja estrutura varia de marca para
marca e de versão para versão, apresentando no entanto partes
comuns.
CPU
CPU
(Do Inglês- Central Processing Unit: Unidade de Processamento central)MICROCOMPUTADORES
CPU
CPU ou Processador
Aquisição Descodificação As partes comuns são:
Secção de aquisição e descodificação de instruções: recebe instruções de
outros componentes para serem descodificadas de modo a que o CPU possa determinar quais as operações a realizar.
Secção de execução: onde são processados os dados e instruções recebidas.
Unidade de Controlo (UC): controla ou determina as operações a executar a cada
instante, enviando os sinais apropriados aos outros componentes
Unidade de Aritmética Lógica (ALU): secção que efectua as operações aritméticas
(soma, subtracções, etc.) e lógicas (operações de comparação).
Registos: componentes (memórias) que armazenam temporariamente os dados com
que a ALU efectua as operações que lhe são indicadas.
CPU
Outros elementos da estrutura interna são:
Unidade de memória cache interna: nos computadores atuais a
memória cache possui uma importância fundamental. É uma memória rápida que armazena os dados mais requisitados pelo processador.
Unidade de Segmentação e Unidade de Paginação: esta unidade tem
como objetivo a conversão dos endereços lógicos, contidos nos programas, em endereços físicos, consoante o tipo de gestão de memória utilizada.
CPU
Outros elementos da estrutura interna são:
Unidade de Pré-escolha: requisita à memória cache uma lista de
instruções a executar, armazenando-as internamente num dispositivo próprio de memória, pronta a passá-las à unidade de descodificação.
Unidade de ligação com bus: permite ao processador comunicar com
os componentes exteriores através dos barramentos ( ligação física entre os múltiplos componentes existentes numa placa de computador).
CPU
Outros elementos da estrutura interna são:
Bus externo de dados (Data Bus): é o canal físico (“pistas”) de
comunicação de dados entre o interior e o exterior do CPU. O número de pistas do bus externo de dados determina a quantidade de informação que o CPU pode receber e enviar de cada vez.
Bus externo de endereços (Adress Bus): são as linhas ou pistas de
comunicação externas através das quais o CPU referencia e acede a endereços de memória. O número de linhas deste barramento determina o número de células de memória a que o processador pode aceder.
CPU
Barramento de dados – Número de bits que são transportados de e
para o exterior de cada vez.
o
O grande segredo da evolução vertiginosa deve-se à cada vez maior
possibilidade de miniaturização por parte das industrias de
componentes eletrónicos.
o
Foi a miniaturização dos transístores que permitiu criar o circuito
integrado, em seguida o microchip e processadores com cada vez
mais transístores, podendo operar com frequências cada vez mais
elevadas.
CPU
Um processador tem características que o diferenciam de outros
modelos, tais como: a quantidade de pinos, a frequência de relógio,
registos internos, barramentos (bus) de dados e endereços.
A frequência de relógio (clock) é uma das características que
determina a capacidade de processamento da “máquina”, no
entanto a quantidade de memória cache é fundamental para a
rapidez do processador.
– Trata-se da “velocidade” ou frequência com que se faz o
processamento dentro do CPU e é medida em ciclo por
segundo (Hertz)
– Por exemplo, se o processador possuir um clock
(frequência de relógio) de 900 MHz significa que os dados
são processados dentro do chip a uma frequência de 900
CPU
Tendo em atenção que o aumento do número de transístores e de
velocidade de processamento trouxe um incremento do consumo
de energia e consequentemente da temperatura no interior do
microprocessador, para arrefecer o componente, utilizam-se
dissipadores e ventoinhas.
Para aumentar o poder de dissipação, utiliza-se ventoinhas.
CPU
Fisicamente, o microprocessador é encaixado em locais próprios na
placa-mãe.
Podem ser chamados de socket ou slot, dependendo do tipo de
processador.
ASUS PTP55D Delux com Processador Intel Core I7-870 Cooler 2,93ghz Lga1156 Ddr3 8mb
CPU
Processador PENTIUM
CPU
A ter em conta na aquisição:
Velocidade;
modelo comercial;
Socket.
Desenvolvimento : De onde vem o material utilizado para a construção
de uma CPU? Quantas pequenas peças tem um processador?
Construção
Transístores
, pequenos componentes presentes em aparelhos
eletrónicos.
Os transístores são os únicos componentes inteligentes na
eletrónica (considerando apenas os de funções básicas).
A diferença entre eles e os resistências (resistores),
condensadores (capacitores) e indutores, está na tarefa
executada. Enquanto estes últimos manipulam a energia
elétrica de forma simples, os transístores aproveitam-na para
funcionar como interruptores e amplificadores.
Construção
Transístores
Quando em conjunto, muitos transístores podem realizar tarefas
complexas (execução de aplicações e jogos avançados).
Essa é uma razão para que existam em abundância nos
processadores.
Os primeiros processadores já contavam com milhares de
transístores, os mais evoluídos passaram para os milhões e os
atuais chegam a bilhões.
Construção
Transístores
A diminuição de tamanho é tão grande que nem sequer
podemos ver a olho nu um transístor.
Alcançam a casa das dezenas de nanómetro, ou seja, muito mais
fino que um fio de cabelo. No entanto, não é só pelo tamanho
que adquirem importância mas principalmente pela função
realizada.
Assim como os átomos são fundamentais para quaisquer seres
vivos, os transístores são essenciais para o funcionamento dos
processadores.
Construção
Transístores
Outro aspeto importante, está relacionado com o formato.
Enquanto um transístor comum, em geral, tem formato
quadrado e três “pernas”, os transístores construídos com
nanotecnologia perdem esta característica, parecendo-se muito
mais com partículas.
Construção
Diagrama dos circuitos
Antes de iniciar o processo de fabrico dos processadores, os
projetistas e engenheiros criam o diagrama de circuitos.
Este diagrama é uma espécie de desenho que vai determinar
que peça ficará em determinada posição dentro de um
processador.
Construção
Diagrama dos circuitos
O desenvolvimento do diagrama dos circuitos é efetuado em
diversos locais de maneira colaborativa.
Nesta primeira etapa surge a arquitetura dos processadores.
Através de muita análise, os engenheiros decidem a quantidade
de memória cache, os níveis de memória, a frequência e
detalhes específicos quanto ao modo de utilização da memória
cache.
Construção
Diagrama dos circuitos
Intel® Atom™ Processor Z6xx
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MICROCOMPUTADORES
CPU
CPU
• Um processador é, tipicamente, caracterizado da seguinte forma:
fabricante, modelo e frequência de relógio.
Modelos
AMD FX Phenom e Phenom II Athlon 64 Sempron Turion 64 Opteron Core 2 Duo Core Duo Atom Core i7 Core i5 Core i3 Pentium 4 Pentium D e Pentium EE Pentium M Celeron XeonMICROCOMPUTADORES
Hardware
O CPU define, sem dúvida o desempenho do computador
Processadores - CLOCK
CLOCK
Frequência com que o processador consegue
executar as tarefas.
Quanto maior a frequência, menor será o tempo
de execução, portanto, mais rápido será o
processador.
Processadores - Análise
• Devemos analisar alguns fatores antes de fazer uma
compra, por exemplo: a velocidade (clock), a quantidade
de núcleos, a memória cache, o BUS e muitos outros.
• EX: a velocidade máxima não quer dizer muita coisa,
visto que um carro económico pode atingir 140 Km/h, no
entanto isto não significa que ele consiga atingir a
mesma velocidade no mesmo espaço temporal em que
um carro mais potente conseguiria.
Processadores - Análise
• Não é só o clock a influenciar na velocidade;
• Os CPUs da AMD tinham um clock inferior e com
isso davam a impressão de serem mais lentos;
• Ainda assim ficou demonstrado em vários testes
de desempenho que alguns AMD conseguiam
desempenho semelhante ao Intel Pentium com
maior frequência.
Processadores - Análise
• Tudo está relacionado com arquitetura interna dos
processadores, fator que sempre manteve a
tecnologia AMD totalmente diferente da utilizada
nos processadores Intel.
• O modo como os processadores são desenvolvidos
e programados, altera completamente a
velocidade, capacidade de processar dados e
realizar cálculos.
Hardware
Os processadores apresentam diversos tipos,
que variam de acordo com a quantidade de
núcleos, capacidade de processamento e
suporte ao overclock, atividade que consiste em
aumentar a capacidade.
Hardware
Single-core ou multi-core: esta característica
indica
a
quantidade
de
núcleos
de
processamento que um processador pode ter,
podendo variar de apenas um núcleo até mais
de oito núcleos. Quanto maior o número
de cores, maior é a capacidade de processar
tarefas
simultaneamente
e
acelerar
as
aplicações do PC.
Hardware
Arquitetura 32 ou 64 bits: essa característica
remete à capacidade de processamento de
informações do processador. Apenas chips com
arquitetura de 64 bits conseguem que o PC
aproveite quantidades superiores a 3GB de
RAM, além de processarem blocos maiores de
dados de maneira mais rápida.
Hardware
Compatibilidade com overclock: esta é uma
técnica utilizada para aumentar a velocidade
nominal do processador e conceder um
desempenho extra ao utilizador. Processadores
que possuem esta capacidade são identificados
como “Unlocked”, no caso de Intel, ou “Black
Edition”, para AMD.
Hardware
overclock: No entanto, é preciso estar ciente
que a exigência excessiva de processamento dos
chips podem fazer com que esses componentes
se desgastem mais rápido, além de obrigar o
utilizador a equipar a máquina com sistemas de
arrefecimento mais eficientes.
Hardware
Hardware
Hardware
Hardware
Hardware
RESUMO
Memória Cache – Volátil;
Memória RAM – Volátil;
Memória ROM – Não volátil.
RESUMO
PROCESSADOR
Núcleos
DUAL CORE
CORE DUO
CORE 2 DUO
I3 ; I5
2 núcleos
MICROCOMPUTADORES
RESUMO
PROCESSADOR
Núcleos
QUAD I5 ; I7
I7
4 núcleos
6 núcleos
MICROCOMPUTADORES
RESUMO
PROCESSADOR - NÚCLEOS
•
Quanto maior o número de núcleos, maior vai
ser a divisão de tarefas.
•
Algumas vezes o maior número de núcleos
pode não significar maior desempenho.
•
A forma como os processadores são
desenvolvidos e depois produzidos pode fazer a
diferença.
MICROCOMPUTADORES
RESUMO
PROCESSADOR
EX:
• Para a realização de um determinado
trabalho, se dois técnicos com as mesmas
capacidades trabalharem em conjunto e
dividirem as tarefas, há maior probabilidade
de terminar num menor espaço de tempo.
MICROCOMPUTADORES
RESUMO
PROCESSAMENTO
Front Side Bus – Corresponde ao barramento
que faz a ligação da Unidade Central de
Processamento à Northbridge da placa-mãe.
De uma forma menos técnica, representa a
“velocidade externa do processador”.
MICROCOMPUTADORES
RESUMO
Nota:
A velocidade do processador pode ser de 2Ghz
no entanto pode não ser possível acompanhar
com o barramento.
MICROCOMPUTADORES
EX:
Um automóvel pode ter um motor com 200Cv,
no entanto com os limites de velocidade das
Estradas, nunca se tira rendimento do motor.
RESUMO
MICROCOMPUTADORES
NORTHBRIDGE e SOUTHBRIDGE
MICROCOMPUTADORES
O chipset é um chip responsável pelo controle
de uma série de elementos da placa-mãe,
como acesso à memória, barramentos e
outros.
Northbridge: geralmente requer um dissipador
de calor, tendo em atenção que é muito
requisitado.
As tarefas são: controlar o FSB (front side bus,
operações com a memória, barramento AGP,
etc.
Southbridge: temo como funções controlar
Articulação com as memórias
PROCESSAMENTO
A memória principal RAM envia informação
para o processador poder calcular.
A informação é enviada pelo barramento.
Articulação com as memórias
Memória CACHE:
Elemento que ajuda a minimizar a diferença de
desempenho entre o processador e os outros
componentes dos computadores.
MICROCOMPUTADORES
Articulação com as memórias
Memória CACHE:
A quantidade de memória também influencia na
velocidade real do processador.
Os atuais processadores possuem diferentes níveis de
memória cache — L1, L2,…
MICROCOMPUTADORES
Articulação com as memórias
Memória CACHE:
Há CPUs que usam memória cache compartilhada,
enquanto que outros possuem níveis dedicados.
Os mais recentes processadores chegam a contar com
mais de 10 MB de memória cache, porque de facto
pode fazer diferença no processamento.
MICROCOMPUTADORES
Articulação com as memórias
Memória CACHE:
Onde se perde maior velocidade de
processamento? No envio de informação para
o processador.
É aqui que a função da CACHE é importante!
MICROCOMPUTADORES
Articulação com as memórias
Memória CACHE:
Se a memória CACHE não estiver dentro do
processador, vai perder-se mais tempo no
envio.
É por essa razão que a memória CACHE
estar dentro do processador se torna tão
MICROCOMPUTADORES
Articulação com as memórias
ENVIO de INFORMAÇÃO
A memória RAM envia para o processador.
A ALU, dentro do processador, realiza os
cálculos.
Articulação com as memórias
ENVIO de INFORMAÇÃO sem memória CACHE
no processador.
Articulação com as memórias
ENVIO de INFORMAÇÃO sem memória CACHE
no processador.
Articulação com as memórias
ENVIO de INFORMAÇÃO sem memória CACHE
no processador.
Articulação com as memórias
ENVIO de INFORMAÇÃO
No caso da memória RAM DDR, o envio de
dados vai ser duplicado.
O clock efetivo nos chips é diferente do valor
usado pelo barramento do sistema.
Articulação com as memórias
ENVIO de INFORMAÇÃO
A frequência do BUS não duplica.
O dobro de dados transita simultaneamente.
Articulação com as memórias
A sigla DDR significa Double Data Rate,
Dupla Taxa de Transferência.
Para entender como a taxa de transferência
aumenta em duas vezes, basta realizar o cálculo:
[número de bytes] x [frequência do barramento] x 2
Para escolher
MICROCOMPUTADORES
1º) A marca;
2º) Defina suas prioridades;
3º) Informar-se muito bem nos sites oficiais sobre os
diversos modelos;
Para escolher
MICROCOMPUTADORES
5º) Para processadores de alto desempenho, aproveite
para verificar a fonte necessária e a placa-mãe
suportada;
6º) Analisar bem os comparativos nos sítios web da
especialidade;
Artigo – Montar um PC
MICROCOMPUTADORES
http://pplware.sapo.pt/gadgets/hardware/como-montar-um-pc%E2%80%A6tintim-por-tintim/
