INSTITUTO FEDERAL DE
EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA
BAHIA
Arquitetura de Computadores
Prf. Msc. Igor de Oliveira Costa
INSTITUTO FEDERAL DE
EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA
Introdução a Arquitetura de
Computadores
• A arquitetura de computadores se refere ao
comportamento de um sistema
computacional visível para o programador, ou
seja, aos aspectos relacionados com a
execução lógica de um programa. A
organização de computadores se refere às
unidades estruturais e seus relacionamentos
lógicos e eletrônicos (STALLINGS, 2010).
Introdução
• Um computador é uma máquina composta de
partes eletrônicas e eletromecânicas
(hardware) capaz de coletar, manipular e
fornecer os resultados de informações para
um ou mais objetivos.
Introdução
• Um computador é capaz de realizar
basicamente quatro operações (STALLINGS,
2010)
– Processamento de Dados; – Armazenamento de Dados; – Movimentação de Dados; – Controle.
Conceitos
• Processamento de Dados
– Consiste em uma série de atividades
ordenadamente relacionadas, com o objetivo de produzir um arranjo determinado de informações a partir de outras obtidas inicialmente. A
manipulação das informações coletadas no início da atividade chama-se processamento, as
informações iniciais obtidas são denominadas dados;
Conceitos
– Dados e Informações podem ser tratados como sinônimos ou ainda como termos distintos;
– Dado pode ser considerado como a matéria prima originalmente obtida de uma ou mais fontes;
– E a informação é o resultado do processamento do dado, ou também chamado de dado
Conceitos
• Sistemas
– O termo sistemas pode ser entendido através de várias formas.
– Um sistema compreende um conjunto de partes que cooperam para um objetivo comum.
– Podemos ainda definir sistema como um artefato de software escrito para auxiliar o
desenvolvimento de alguma atividade de trabalho.
Conceitos
• Sistemas de processamento de dados:
Responsáveis pela coleta, armazenamento,
processamento e recuperação de informações
em sistemas de processamento eletrônico de
dados;
• Sistemas de informações: conjunto de
métodos, processos e equipamentos
necessários para se obter, processar e utilizar
informações dentro da empresa.
Conceitos
• Programa
– Conjunto de algoritmos a serem executados pela máquina, também podemos dizer que é um
conjunto de instruções ordenadas com um determinado fim;
– Podem ser escritos em Linguagem de máquina, ou ainda em linguagens de programação tais como: Java, C, C++, Cobol, .Net, VB, etc..
Conceitos
• Aplicação
– Conjunto de rotinas para tratamento de uma
determinada necessidade, podem ser compostas de um ou mais programas e normalmente
associamos com a definição de um sistema.
– Podemos dizer que um sistema pode conter uma ou mais aplicações;
Conceitos
• Um computador é composto de:
– Hardware; – Software;
• Hardware
– Significa originalmente "ferragens" em inglês.
– É o conjunto de dispositivos físicos do computador, o equipamento.
Conceitos
• O Hardware de um computador se resume
praticamente a:
– Memória: Dispositivo físico para armazenar
programas e dados, durante a execução dos mesmos; – Processador: Dispositivo que realiza o processamento
resultante da execução de um programa;
– Dispositivos de Entrada/Saída: caixa de entrada, caixa de saída, máquina de escrever. Formas de
Conceitos
• Software
– Em analogia a hardware, a parte "soft", macia; – São os programas que permitem que o
equipamento saiba o que realizar, que ele funcione;
– O software é um conjunto de instruções executadas no computador.
Conceitos
• Tipos de software
• Software de Sistema
– Pode ser dividido em Sistema Operacional e
Programas Utilitários. Os Sistemas Operacionais são responsáveis pelo gerenciamento completo do
computador, eles entregam uma interface simples para o usuário final. Exemplo: Windows, Linux, Mac, Solaris, etc.. Os Programas Utilitários são software menores, porém com funções específicas, como por exemplo: verificação de disco, Gerenciador de Tarefas,
Conceitos
• Software Aplicativo
– São aqueles que são empregados com uma finalidades
específica, por exemplo, os programas de escritório, como: editores de texto, planilhas eletrônicas, programas para edição de apresentações. Browser de internet, editores gráficos, etc..
• Software como Serviço
– SaaS (Software as a Service) ou software como serviço, é todo aquele software que tem sua disponibilização através das nuvens, ou seja, não é necessário a instalação, apenas
Conceitos
• Software Tutoriais
– São software utilizados para ensinar ou informar sobre determinado assunto;
• Software de investigação
– São software que permitem a localização de diversas informações, por exemplo, o google;
• Software de Jogos
– São software desenvolvidos para entretenimento e diversão, são programados muitas vezes com Inteligência Artificial, muito gráfico 3D, geralmente tem uma história ser seguida, ou jogos de esportes diversos.
Conceitos
• Categoria de Software • Open Source
– É o software de computador com o seu código fonte
disponibilizado e licenciado com uma licença de código aberto no qual o direito autoral fornece o direito de estudar, modificar e distribuir o software de graça para qualquer um e para
qualquer finalidade. • Freeware
– Um software é gratuito ou freeware quando possui suas funcionalidades completas por tempo ilimitado sem custo monetário. A licença pode restringir o tipo de uso, como uso para fins não lucrativos, não comerciais, uso acadêmico, entre outros. Dessa forma a licença pode ser "gratuito para uso não comercial"
Conceitos
• Shareware
– Shareware é um programa de computador
disponibilizado gratuitamente, porém com algum tipo de limitação. Esses programas são protegidos por direitos autorais.
Conceitos
Conceitos
Conceito
Conceitos
Base Binária
• A utilização de elementos analógicos (em base
decimal) era problemática, pois uma variável
pode assumir qualquer valor de –X a +X como
ocorre realmente na natureza;
• Isso significa que qualquer tipo de ruído, seja
qual for a origem, irá inevitavelmente alterar
as variáveis e interferir nos dados
Base Binária
• Para que isto fosse contornado, precisava-se
diminuir o número de variações que cada variável
poderia assumir. Só que, para isto, toda base que
estava sendo utilizada teria que ser totalmente
descartada!
• Outra base numérica passou a ser utilizada a
binária;
• Nesta base só existem dois algarismos, "0" ou
"1", ao contrário do sistema decimal, aonde
Base Binária
• Esta base numérica já era conhecida e já possuía
sistemas de subtração, adição, multiplicação e
divisão.
• Com a base binária, cada variável poderia assumir
somente dois valores: “0” e “1”. Qualquer valor
diferente destes seria completamente
descartado, eliminando-se o problema do ruído.
Fora isto, a lógica digital é muito mais simples, já
que baseia-se em variáveis que assumem duas
atitudes, ao invés de infinitas.
Base Binária
• A base binária em si não serviria de muita coisa
se o matemático inglês George Boole não tivesse
criado em 1854 toda uma lógica binária, que
complementaria a base binária;
• Com esta lógica foi possível a criação de portas
lógicas, o elemento básico para a criação de
computadores;
• Complementando o simples “sim” e “não”,
Base Binária
• Boole criou condições especiais, a partir de
“verdadeiro” e “falso” que tais números
também poderiam representar, juntando a
base binária à tradicional teoria dos conjuntos
como a condição “E” para a interseção de dois
conjuntos e “OU” para a união de dois
Sistema de Numeração
• Existem diversos sistema de numeração utilizados com frequência na informática, dentre estes podemos citar: • Base 2: Mais conhecidos como binários, são a base da
informática, o computador fisicamente falando entende apenas este sistema, este sistema é composto pelos
naturais 0 e 1;
• Base 16: É um dos sistemas mais conhecido, também chamado de sistema hexadecimal. É composto de 16
algarismos, representados por 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E e F. Além de ser utilizado para definir endereço de memória, também utilizado para definição de cores em substituição ao sistema RGB, por exemplo, 000000
Sistema de Numeração
• Conversão de tipos
• Para converter um número binário em decimal, devemos
multiplicar cada binário pela base 2 elevado a posição do binário e somar todos:
• 1010 =
• 1 x 2³ + 0 x 2² + 1 x 2¹ + 0 x 20 = 8 + 0 + 2 + 0 = 10
• Para converter um número decimal em realizamos divisões
sucessivas por 2 do número decimal e pegamos o resto de baixo para cima, por exemplo, transformar 10 em binário:
• 10 / 2 resto 0 • 5 / 2 resto 1 • 2 / 2 resto 0 • 1
Sistema de Numeração
• Uma forma mais simples de fazer a conversão é utilizar uma tabela, essa tabela deve ir sempre dobrando o valor, por
exemplo, 0, 1, 2, 4, 8, 16, 32...
• Para converter binário em decimal, apenas somar os número onde abaixo dele for 1, 8+2=10
• Para converte decimal em binário, é diminuir sucessivamente o número decimal, pelos números da tabela que for possível, o número que poder diminuir coloca um abaixo dele, por
128 64 32 16 8 4 2 1
