Processamento de Dados. Processamento de Dados. Informática Receita Federal. Organização Lógica de um Computador

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Informática – Receita Federal

Prof. André Cardia

email: andre@andrecardia.pro.br

Processamento de Dados

• Componentes Básicos:

– Placa Principal: Chamada de Placa-mãe. Ela será a base para todos os outros componentes;

– Memória Principal: É a memória RAM. Usada para armazenar dados a serem processados. A memória ROM também é uma memória principal pois possui o programa responsável pela inicialização da máquina: BIOS

– O Processador: CPU. Ele busca e executa os dados a serem processados;

– Dispositivos de Entrada e Saída (E/S): É através deles que poderemos controlar o PC, inserindo dados e/ou obtendo resultado de algum processamento.

Organização Lógica de um

Computador

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Barramento Local

• O Barramento Local é dividido em três “sub-barramentos”:

– Barramento de Dados: Serve para enviar ou receber dados memória e periféricos;

– Barramento de Endereço: Serve para identificar qual interface quer transmitir ou receber dados e endereçamento de memória; – Barramento de Controle: Serve para controlar o tráfego de dados

no barramento de dados.

BARRAMENTO DE DADOS BARRAMENTO DE ENDEREÇOS

BARRAMENTO DE CONTROLE

Processador

CPU (Central Processing Unit)

• Também conhecido como

Unidade Central de

Processamento (UCP), ou

simplesmente Processador

• Um processador é dividido em

duas partes principais: ULA e

UC

– ULA – Unidade Lógica e

Aritmética

– UC – Unidade de Controle

Processador

CPU (Central Processing Unit)

• Além da ULA e da UC, um procesador também

é formado pelos seguintes componentes:

– CLOCK - gera pulsos elétricos síncronos em um

determinado intervalo de tempo (sinal de clock). A

quantidade de vezes que este pulso se repete em um

segundo define a freqüência de clock.

– REGISTRADORES - dispositivos de alta velocidade,

localizados fisicamente na UCP, para

armazenamento temporário de dados

Processador

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Processador

CPU (Central Processing Unit)

• Pipeline

• Técnica incorporada a partir do 80486 que divide o processamento em vários estágios.

• Objetivo: Evitar que unidades internas do processador fiquem ociosas

• Analogia: Uma linha de produção de um automóvel!

» As unidades de execução são divididos em vários estágios. Quando uma instrução termina de ser processada, outra já está sendo processada em outras unidades internas do processador.

• Processadores pipeline têm múltiplas instruções executando ao mesmo tempo, mas em diferentes estágios no

processador

Processador Intel Core 2 Duo

CORE 0

CORE 1

Smart Cache

até 4 MB

Procesador

Sistema de Refrigeração

• Cooler:

Teste!

• A principal diferença entre dois

processadores, um deles equipado com

memória cache e o outro não, consiste

na

(A)capacidade de armazenamento na memória

RAM.

(B)velocidade final de processamento.

(C)velocidade de acesso à memória RAM.

(D)velocidade de acesso ao disco rígido.

(E)capacidade de solução de operações

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Memórias

• As memórias são Classificadas em três

categorias:

– Memória Principal:

• RAM – Random Access Memory (volátil); • ROM – Read Only Memory (não-volátil);

– Memória Secundária (

não-volátil

).

• Armazena os dados de forma permanente: • Exemplos: Disco Rígido, Disquete, Pen-Drive, etc…

– Memória Intermediária:

• Memória Cache (volátil). Melhora o tempo de acesso a dados e instruções melhorando o desempenho do processador.

Tipos de memórias

• No sentido eletrônico existem dois tipos de memórias:

– SRAM (RAM Estática) –Memória Cache. São construídos com circuitos bi-estáveis do tipo Flip-Flops. São mais rápidas e mais caras!

– DRAM (RAM Dinâmica) – Extremamente lentas e devido ao método capacitivo necessitam de regravações periódicas (Refresh)

• Categorias de memórias DRAM:

– EDO: Extended Data Out

– SDRAM: Synchronous Dynamic Random Access Memory • DDR: Double Data Rating

• DDR 2: Double Data Rating 2

Observação sobre Encapsulamento de

pentes de memória RAM

• SIMM – Single Inline Memory Module:

– SIMM/30 vias: 1990 – (8 bits):Para Proc. 80386SX Necessitava de 2 módulos =

(16 bits);

– SIMM/72 vias:1995 – (32 bits):Para Proc. Pentium Necessitava de 2 módulos =

(64 bits);

• DIMM – Dual Inline Memory Module:

– DIMM/168 vias: PCs modernos (64 bits);

– DIMM/184 vias: utilizadas nas DDR DRAM (64 bits);

– DIMM/240 vias: utilizada nas DDR2 DRAM (64);

Categorias de memórias DRAM

EDO DRAM (1994)

Extended Data Out

Saída Extendida de Dados

– Utilizada em PCs equipados com processadores 486 e Pentium;

– Memórias com tempo de acesso entre 60 e 70 ns; – Encapsulamento

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Categorias de memórias DRAM

• SDRAM (1997) Syncronous DRAM

• Substituiram as EDO RAM; • São conhecidas no mercado

como PC 100 e PC 133; • São mais lentas que as DDR

SDRAM;

• Encapsulamento DIMM/168. Utilizadas em Pentium, Pentium II, K6-II.

Subcategorias de memórias

SDRAM (DDR)

• DDR SDRAM (2000)

(Double Data Rate – Taxa de Dados Dupla)

• Evolução das memórias SDRAM. Realizam o

dobro de operações por ciclo de clock, exemplo:

– SDRAM PC100 = 100 MHz x 1 = 100 MHz

– SDRAM DDR de 100 MHz (clock real):

100 MHz x 2 = 200 MHz (clock efetivo).

• Encapsulamento: DIMM/184 (Proc. Athlon).

Subcategorias de memórias

SDRAM (DDR – continuação)

• Frequência e Taxa de Transmissão das DDRs:

• DDR PC 1600 (Single Channel)

= 100MHz x 2 x 64bits / 8 = 1600 MBps (1.6 GBps);

• DDR PC 1600 (Double Channel)

= 100MHz x 2 x 128bits / 8 = 3200 MBps (3.2GBps). 2700 MBps 333 MHz DDR SDRAM PC-2700 2400 MBps 300 MHz DDR SDRAM PC-2400 2100 MBps 266 MHz DDR SDRAM PC-2100 1600 MBps 200 MHz DDR SDRAM PC-1600 Taxa de Transmissão Frequência Tipo de Memóra

Subcategorias de memórias

SDRAM (DDR2)

• Mais rápida que a DDR. A DDR2 é duas vezes mais rápida; • Velocidades iniciais de 400 e 533 MHz;

• DDR PC 3200 (Single Channel)

= 100MHz x 4 x 64bits / 8 = 3200 MBps (3.2 GBps);

• DDR PC 3200 (Double Channel)

= 100MHz x 4 x 128bits / 8 = 6400 MBps (6.4GBps).

• Menor consumo de energia: tensão de 1,8v;

5300 MBps 667 MHz DDR2 SDRAM PC-5300 4300 MBps 533 MHz DDR2 SDRAM PC-4300 3200 MBps 400 MHz DDR2 SDRAM PC-3200 Taxa de Transmissão Frequência Tipo de MemórIa

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Memória RAM

• EDO RAM:

• SDRAM:

• DDR:

Memória RAM

• DDR 2:

Memória ROM

• ROM Read Only Memory

(memória somente de leitura)

– Tipos de memória ROM:

• PROM (Programmable Read Only Memory). Os dados gravados na memória PROM não podem ser apagados ou alterados;

• EPROM (Electrically Programmable Read Only Memory). Esse é um tipo de memória ROM geralmente usado para armazenar a BIOS do computador. A tecnologia EPROM permite a regravação de seu conteúdo através de um gravador de EPROM

Memória ROM

– Tipos de memória ROM:

– EEPROM (Eletrical Erasable PROM) – Esta PROM

pode ser apagada e reprogramada sem o uso de

aparelhos específicos. Na verdade, basta um

programa especial para apagá-la e reprogramá-la.

Atualmente, quase todos as placas mães disponíveis

no mercado possuem EEPROMs para armazenar o

BIOS, permitindo assim o famoso “upgrade” ou

atualização de BIOS. As memórias EEPROM

encontradas nas atuais placas-mãe são chamadas

de Flash-ROM ou Flash-BIOS.

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BIOS (Firmware)

Basic Input Output System

• Funções:

– Tests de Incialização da Máquina

(POST – Power-on Self Test);

– BOOTSTRAP É o processo de inicialização do micro,

onde é lido primeiramente o BIOS e em seguida

carregado o sistema operacional;

– SETUP programa de configuração da máquina, e é

através dele que configuramos o tipo de disco rígido

e outras opções relacionadas à configuração de

hardware do sistema.

Teste!

• Com relação aos componentes de hardware de

microcomputadores, a

a. RAM é uma memória de armazenamento temporário, cujos dados são utilizados pela CPU, na execução das tarefas.

b. RAM, ao contrário da memória ROM, é uma área de armazenamento definitivo e seu conteúdo somente é alterado ou apagado através de comandos específicos.

c. interface AGP, um dispositivo do tipo E/S, é utilizada, principalmente, para conexão de impressoras.

d. interface AGP é o dispositivo responsável pela comunicação entre o processador e memória cache.

e. instalação de gravadores de DVD nos computadores atuais só foi possível, graças a tecnologia SCSI que conecta esse dispositivo.

Teste!

• Um componente de hardware do microcomputador

classificado como periférico é

a. o processador.

b. o disco rígido.

c. a placa de rede.

d. a memória RAM.

e. a impressora.

Memória Cache

• Memória Cache – dois níveis:

– Cache Interna (L1);

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Memória Cache

Cache Miss x Hit

Memória Secundária

• Disquete;

• Disco Rígido (HD);

• CD-ROM, CD-R, CD-RW;

• DVD-ROM, DVD-R, DVD-RW;

• Fita Magmética (Tape Backup);

• Pen Drive;

• Outros…

Placa-Mãe (motherboard)

• Padrões:

– AT – Advanced Tecnology. Padrão utilizado

desde meados de 1992 no primeiro 80286.

Padrão obsoleto;

– ATX – Advanced Tecnoogy Extended.

Largamente usado nos PCs atuais;

– BTX - Balanced Tecnology Extended. Novo

padrão!

Placa-Mãe (motherboard)

• Detalhes:

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Placa-Mãe (motherboard)

• Placas Onboard:

– Placas do tipo “tudo em um”, isto é, possuem

embutidas em si próprias todas as interfaces

que normalmente estariam em uma placa de

expansão (vídeo, som, fax/mode, teclado,

mouse, interface USB, paralela, serial, IDE e

drives de disquete, etc…

Placa-Mãe

Barramento (bus)

• É um conjunto de vias que conectam diferentes partes do PC, permitindo a comunicação entre o procesador e outras partes do micro, como placas de expansão (placa de rede, som, vídeo, etc..) conectadas através dos slots de expansão. A comunicação é realizada através de pulsos elétricos.

• Barramento ISA – 16 bits, 8 MHz;

• Barramento VESA Local Bus – 32 bits, 25, 33, 40, 50 MHz; • Barramento PCI- 64 bits, 50, 60, 75, 100, 113 MHz

(acesso direto a memória RAM – BUS Mastering); • Barrameto AGP (Vídeo) – Velocidade: 1x = 264 MB/s,

2x = 528 MB/s, 4x = 1.056 MB/s e 8x = 2.112 MB/s • Barramento PCI Express: substituto do PCI e AGP. Utiliza

transmissão serial através de canais (“Lanes”). Podendo variar de 1 até 32 canais. Cada canal transfere 2Gbps = (250MB/s)

Placa-Mãe

Barramento (bus)

• Barramento USB: Universal Serial Bus

– Hot Plug;

– Plug and Play (PnP);

– Taxa de transferência de dados:

480 Mbps;

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Teste!

• Uma placa de hardware , tal como placa

de vídeo, placa de som ou placa de rede,

por exemplo, que fica “dentro” da

placa-mãe e não pode ser retirada é uma placa

(A) Host.

(B) Slave.

(C) Offboard.

(D) Onboard.

(E) Guest.

Chipset

• Conjunto de chips que permite ao processador executar

todos os seus processos, pois é o chipset que gera os

controles necessários para o trabalho do processador.

Chipset

Questão ESAF

• Analise as seguintes afirmações relacionadas aos conceitos básicos de hardware e software:

1. Chipset é o nome dado ao conjunto de chips usado para controlar os dispositivos de um computador.

2. O chip Ponte Norte (North Bridge), também chamado de MHC (Memory Controller Hub), é conectado diretamente ao processador e possui as funções básicas de controle de memória, barramento AGP e oferece uma interface de dados para transferência de dados com o chip Ponte Sul.

3. O barramento PCMCIA (Personal Computer Memory Card International Association), é utilizado principalmente em Notebooks e serve para conectar dispositivos periféricos como Placas de rede, placas de som e modens. 4. As portas seriais são um novo padrão para conexão de periféricos externos.

Suas principais vantagens são a facilidade de uso e a possibilidade de se conectar vários periféricos a uma única porta serial.

5. Indique a opção que contenha todas as afirmações verdadeiras. a) I, II e III b) II, III e IV c) I, III e IV d) I e III e) II e IV

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Periféricos de Entrada e Saída de

Dados

Periféricos de Entrada

• Teclado: Padrão Brasileiro: ABNT2 (Ç)

– Conectores: DIN (obsoleto),

Mini-din (PS/2) e USB;

• Mouse:

– Tipos: Mecânico, Óptico-mecânico e óptico;

– Conectores: Serial (obsoleto),

Mini-din (PS/2) e USB;

– Trackball, Touchpad.

Periféricos de Entrada

Scanner

• Tipos:

– Scanner de mão:

Utilizado em caixas de supermercados para

leitura de código de barras dos produtos.

– Scanner de Mesa:

Utilizado em aplicações gráficas e comportam

reprodução de páginas encadernadas, livros,

revista, etc.

Periféricos de Saída

• Impressoras

– Matricial (impacto)

• CPS – Caracteres por segundo • PPP – pontos por polegada (dpi)

– Jato de tinta (não-impacto)

• PPM – páginas por minuto • PPP – pontos por polegada (dpi)

– Laser (não-impacto)

• PPM – páginas por minuto • PPP – pontos por polegada (dpi)

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Periféricos de Saída

Monitores

• Tipos: – TRC - Tubo de imagem; – LCD – Cristal Líquido; – Plasma. • Padrão: SVGA – 800x600x256 – 1024x768x256

• Placa aceleradora de Vídeo AGP.

Atualmente encontramos placas de vídeo de altíssimo desempenho, com até 256 MB de memória, processador exclusivo para

realização de processamento de gráficos e imagens, além de inovações tecnológicas que tornaram estes dispositivos capazes de reproduzir imagens com resolução acima de 1600x1280 e chegam ate 32 milhões de cores.

Periféricos de Entrada e Saída

• Disquete;

• Pen Drive;

• Zip Drive;

• Fita DAT;

• CD-R/CD-RW;

• DVD-R/DVD-RW.

• MODEM

MODEM Modulador/Demodulador

• Tipos:

– Modems 56Kbps (Linha discada) • Taxa de Transmissão de dados:

56Kbps (downtream) – 48Kbps (upstream) • Largura de Banda: 34 KHz

– Modens ADSL (Banda Larga) (Asymmetric Digital Subscriber Line)

• Taxa de Transmissão de dados:

até 8 Mbps (downtream) – 640 Kbps (upstream) • Largura de Banda: 1100 KHz

Teste!

• O equipamento que permite efetuar

comunicação de dados por intermédio de

uma linha telefônica é

(A) a Placa Mãe.

(B) a CPU.

(C) a ROM.

(D) o Modem.

(E) a Winchester.

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Software (Programas)

• Tipos de programas:

– Softwares Básicos– são programas que gerenciam o computador e são necessários para o correto funcionamento do sistema computacional. Exemplo: BIOS e Sistemas

Operacionais;

– Softwares Aplicativos– são programas com aplicações específicas que são utilizados pelo usuário: Planilha de Cálculos, Editor de Testos, Banco de dados, Multimídia;

– Linguagens de programação– ferramenta usada para criar novos programas. Sevem para desenvolver software básico ou aplicativos. Podem ser de baixo ou alto nível (ou ambos), exemplo: Java, C++, Assembly, Pascal, etc.