IFPE Campus Garanhuns – Curso Técnico em Informática
Arquitetura de Computadores
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Placa Mãe
Prof. Romero
[email protected]
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• Arquitetura de PC´s
– Conceitos como CPU, memória,
dispositivos de entrada e saída.
– Especificamente sobre processadores,
memórias, chipsets, dispositivos de
entrada e saída, interfaces, canais de
DMA, interrupções.
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Processador
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Bits Internos do Processador
• Quanto maior é o número de bits de um processador, mais veloz poderá
• realizar cálculos e processamento de instruções em geral.
• Ex:
• 8 bits 0 a 255
• 16 bits 0 a 65.535
• 32 bits 0 a 4.294.967.295
• Suponha por exemplo que um processador de 16 bits precise realizar a
• operação 245.818.768 + 978.798.423. Ambas as parcelas desta adição não
podem ser representadas em um grupo de 16 bits. Portanto, deve ser
realizada por etapas.
• Um processador de 32 bits é capaz de representar e operar tais números de
forma direta, o que faz com que o cálculo seja feito, no mínimo duas vezes
mais rápido.
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Bits Externos do Processador
• A velocidade de transferência de dados entre o processador e a
memória depende de diversos fatores, e um dos principais é o
número de bits do seu barramento de dados (data bus).
•
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O barramento de dados é um conjunto de sinais digitais que
ligam o processador à memória e aos dispositivos de entrada e
saída de dados.
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Capacidade de
Endereçamento
• fator que não está exatamente relacionado
com a velocidade, e sim, com a capacidade
de manipular grandes quantidades de dados.
• A capacidade de endereçamento nada mais
é que o máximo tamanho que pode ter a
memória, ou, seja, o número máximo de
células de memória que um processador
consegue acessar.
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Tabela de Endereçamento
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Memória Cache
• Caches L1 e L2
• Por quê Cache? No início de 2001,os
processadores mais velozes operavam entre
1000 e 1500 MHz, mas as memórias mais
rápidas operavam entre 200 e 400 MHz.
• Se não existisse a cache, o processador teria
que trabalhar diretamente com a memória
RAM, que é muito lenta, o que prejudicaria
bastante o seu desempenho.
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Memória Cache
• Como a cache fica mais rápida que a
memória externa?
• Usa módulos de memória do padrão
SRAM (static), mais rápidas que as
convencionais DRAM (dinamic).
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Sequência mostrando
respectivamente as
Caches do 386, 486
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• Nova linha Intel Core • Intel Advanced Smart
Cache
cache multi-core otimizado
que melhora a performance
e a economia através do
aumento da probabilidade de
que cada núcleo de
execução de um
processador dual-core possa
acessar dados de um subsistema com cache mais
eficiente e com melhor
performance. Para conseguir
isto, a Intel compartilha um
cache Level 2 (L2) entre os
núcleos.
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AMD Athlon™ 64 FX
ProcessorAMD Athlon™ 64
Frequency 2600Mhz
L1 Cache128KB
L2 Cache1M
Socket 939
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Unidade de ponto flutuante
• Os velhos processadores 8086 e 8088 podiam operar em
conjunto com um chip auxiliar chamado 8087.
•
Este chip era chamado de processador (ou coprocessador)
matemático.
• Outros processadores mais avançados como o Pentium
também possuem o coprocessador matemático interno. O
mesmo ocorre com todos os processadores produzidos depois
do 486, todos possuem um coprocessador matemático
embutido.
•
Esta parte do processador é chamada atualmente de unidade
de ponto flutuante (FPU, ou Float Point Unit).
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Mapas de memória e de E/S
• De um modo geral podemos dizer que o processador é capaz
de ler e escrever dados em duas categorias de circuitos:
• a) Memória: São as ROMs e RAMs localizadas na placa de
CPU e nas placas de expansão.
• b) Entrada e saída: Em inglês “Input/Output” (I/O). São circuitos
representados pelas interfaces de diversos dispositivos como
drives, disco rígido, teclado, impressora, monitor, mouse, etc.
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Endereços X Interface que os utiliza:
000-01F Controlador de DMA (placa de CPU)
020-03F Controlador de interrupções (placa de CPU)
040-05F Timer (placa de CPU)
060-06F Controlador de teclado do AT
070-07F Chip CMOS
080-09F Registro de página de DMA (placa de CPU)
0A0-0BF Segundo controlador de interrupções (CPU)
0C0-0DF Segundo controlador de DMA (placa de CPU)
0F0-0F1 CLEAR e RESET do coprocessador
170-177 Controladora IDE secundária
1F0-1F7 Controladora IDE primária
200-207 Interface de joystick
278-27F Porta paralela
2E8-2EF Porta serial COM4
2F8-2FF Porta serial COM2
370-377 Interface de drives secundária
378-37F Porta paralela
3B0-3BF Placa de vídeo MDA e HÉRCULES
3C0-3CF Placa VGA
3D0-3DF Placas CGA e VGA
3E8-3EF Porta serial COM3
3F0-3F7 Interface de drives primária
3F8-3FF Porta serial COM1
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Mapas de
E/S
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Interrupções
A interrupção é uma operação de
hardware na qual o processador
suspende provisoriamente a
execução de um programa para
o atendimento de um
determinado evento.
Essa suspensão dura tão pouco
que o usuário não chega a
perceber que o programa parou
(milésimos de segundo).
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Compartilhando Interrupções
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DMA (Direct Memory Access)
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DMA
• Usada em:
• Interface de drives de disquetes
•
Placas controladoras SCSI
•
Placas de som
•
Placas de interface de scanner
•
Placas digitalizadoras de vídeo
•
Interface paralela operando no modo ECP
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Bus Mastering
• O barramento PCI não opera com DMA
• Método Bus Mastering é usado nas interfaces ligadas
ao barramento PCI:
•
Placas de rede
•
Placas de som
•
Placas de vídeo AGP
•
Interfaces IDE
•
Interfaces USB
•
Controladoras SCSI
•
Digitalizadoras de vídeo
• o Bus Mastering não gera conflitos de hardware,
como pode ocorrer com o DMA.
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1 PS2_USB_PWR1 jumper
2 FID Jumpers (FID0, FID1,
FID2, FID3)
3 CPU fan connector
(CPU_FAN1)
4 CPU socket
5 North Bridge controller
6 184-pin DDR DIMM slots
(DDR 1- 2)
7 ATX power connector
(ATXPWR1)
8 FSB select jumpers
(FSB_SEL1)
9 Secondary IDE connector
(IDE2, Black)
10 Primary IDE connector
(IDE1, Blue)
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11 AGP slot (AGP1)
12 South Bridge controller
13 Clear CMOS (CLRCMOS1,
solder points)
14 Chassis fan connector
(CHA_FAN1)
15 External speaker
connector (SPEAKER 1)
16 Power LED Connector
(PWR_LED1)
17 System panel connector
(PANEL1)
18 Clear CMOS (CLRCMOS2,
2-pin jumper)
19 Floppy connector
(FLOPPY1)
20 USB 2.0 header (USB45,
Blue)
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• 21 Infrared module
connector (IR1)
• 22 AMR slot (AMR1)
• 23 Serial port connector
(COM1)
• 24 JL1 jumper
• 25 JR1 jumper
• 26 Front panel audio
connector (AUDIO1)
• 27 PCI slots (PCI 1- 2)
• 28 AUDIO CODEC
• 29 Internal audio
connector: CD1 (Black)
• 30 Internal audio
connector: AUX1 (White)
• 31 LAN PHY
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2 – Chipset
3 – Soquete para o processador
4 – Soquetes para as memórias
5 – Conector para a fonte de
alimentação
6 – Chaves de configuração
7 – Interface IDE
8 – Interface para drives de disquetes
9 – Interface IDE
11 – BIOS
15 – Super I/O
16 – Chipset
18 – Slot AMR
19 – Slots PCI
22 – Slot AGP
23 – Conectores de áudio
26 – Conector da porta paralela
28 – Conectores USB
29 – Conectores para teclado e
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mouse
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Chipset
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