Computador =
Hardware + Dados
Jorge Fernandes
([email protected])
Janeiro de 2004
Computador = Hardware + Dados, por Jorge H C Fernandes ([email protected]), Jan/2004
Conteúdo
• Computador = Hardware + Dados
• O Hardware e seus Componentes
– Dispositivos de Entrada/Saída
– Unidade Central de Processamento
– Memória RAM
• Os Dados
– Não Software
– Software
• Aplicativos, Bibliotecas, Sistema Operacional
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Computador = Hardware + Dados
Dados = Software + Não Software
Computador
Dados
Software
Hardware
Não Software
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O HARDWARE
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Hardware
• O Hardware
– É a parte física imutável do computador
– Possui capacidade de executar comandos
– Sua alteração é realizada com menor freqüência,
pois exige intervenção física
• Exemplos:
– Processador Pentium III, Memória RAM 64MB,
Impressora Epson, Monitor Samsung, Mouse
Genius, Scanner TCE, Placa de rede Tai,
Modem Cisco, etc.
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O Hardware é Classicamente
Dividido em Três Partes
• Dispositivos de Entrada e Saída (I/O)
• Central Processing Unit - CPU ou UCP
• Memória RAM
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Hardware
Hardware
CPU
Dispositivo
de Entrada 1
Dispositivo
de Entrada 2
Memória
RAM
Dispositivo
de
Saída 1
Dispositivo
de Saída 2
Dispositivo de Entrada e Saída (Híbrido)
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Dispositivos de
Entrada (Input) e Saída (Output)
• Dispositivos para Entrada de Dados (Input)
– Mouse, Teclado, Scanner, etc.
– Recebem dados do meio exterior (físico) e o
introduzem na Memória.
• Dispositivos para Saída de Dados (Output)
– Impressoras, Monitor, etc.
– Recebem dados da Memória e o enviam para o meio
exterior
• Dispositivos Híbridos
– Disco/HD, Placa de Rede, Modem, etc.
– Recebem e Enviam dados entre o meio exterior a
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memória
Teclado: Dispositivo de Entrada
Device driver
dado
Para
Memória
934428213
509
500
?
7
endereço
934428213
509
111
500
?
7
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Mouse: Dispositivo de Entrada
Device driver
dado
Para
Memória
934428213
509
500
?
7
endereço
934428213
509
222
500
?
7
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Monitor: Dispositivo de Saída
Device driver
dado
Da
Memória
934428213
509
500
?
7
posicao
934428213
509
500
?
7
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HD: Dispositivo Híbrido
Device driver
dado
De e Para
Memória
934428213
509
500
?
7
Cilindro,setor
934428213
509
500
?
7
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CPU
• Realiza transformações sobre dados
– Normalmente lê dados da memória e grava dados
transformados na memória.
• Transformações sao guiadas por comandos
contidos em programas armazenados na memória
• Memória é utilizada como meio de
armazenamento temporário, fazendo a ligação
entre os dispositivos de I/O e a CPU
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Memória RAM
• Conjunto de Células para Leitura (write) e
Gravação (read) de Dados
• Diretamente Endereçáveis
– Não há diferença no tempo de leitura, qualquer
que seja a posição lida
– Não há diferença no tempo de gravação,
qualquer que seja a posição gravada
• Alta Velocidade no Armazenamento e
Recuperação
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Operações sobre Memória RAM
dado
mem[0]
934428213
509
500
?
7
endereço
1001
1002
1000
10
11
5
4
0
1
read
read
read
write
write
read
write
read
write
500
mem[4]
509
mem[8]
0
mem[1.000]
7
500
mem[1]
7
mem[5]
934428213
mem[9]
0
mem[1.001]
7
mem[2]
mem[3]
-1
mem[6]
0
mem[7]
0
mem[10]
mem[11]
0
7
0
7
mem[1.002]
7
...
...
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A CPU
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A CPU é Classicamente Dividida
em Três Partes
• Registradores
– Pequeno conjunto de células com nomes específicos,
para leitura e gravação de dados em baixíssimo tempo.
• Unidade Aritmética Lógica (UAL)
– Efetua transformações sobre dados (soma, subtração,
operações lógicas - and, ou, etc.)
• Unidade de Controle
– Interpretar os comandos ou instruções do software,
controlando as transformações sobre dados e o fluxo
destes dados entre todas as outras partes do hardware.
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CPU
CPU
write
read
Registradores
Dados da Memória
Unidade
de Controle
Endereços da Memória
Acumulador
Ponteiro Instruções
add
and UAL
Instruções
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OS DADOS
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Dados
• Partes do computador que apresentam alto grau de
variação, podendo ser inseridos, alterados e removidos em
larga escala, milhares ou milhões de vezes por segundo.
• A transformação dos dados é controlada automaticamente
pelas outras partes do computador
• Fisicamente, os dados estão sempre armazenados na
memória, nos registradores da CPU e nos dispositivos de
entrada e saída
• São representados no hardware através de sinais eletromagnéticos, marcações mecânicas, etc.
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Dados Dividem-se em
Software e Não Software
• Software
– Dados que representam comandos para direcionar as
execução de atividades por outras partes do
computador, incluindo hardware e outros softwares.
– Ex: Paint.exe, netscape.exe,
• Não Software
– Não possuem capacidade de comandar o computador.
– Contém informações interpretadas pelo software ou
hardware.
– Ex: index.html, música.mp3, foto.jpg, figura.gif
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O DADO NÃO-SOFTWARE
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Dados nos Dispositivos de
Entrada e Saída
• Os dados são apreentados ao usuário do
computador através dos dispositivos de I/O.
• Ex: Paint.exe em execução
– Entrada
• Gestos do mouse, clicks, digitação do teclado
– Saída
• Linhas e cores desenhadas no monitor, dados
gravados no disco rígido (HD).
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Paint em Execução
(Dados Não-Software)
Gesto, Clicks e Arquivos
input
output
Linhas, Cores e Arquivo
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O DADO SOFTWAE
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Software
• Conjunto organizado de instruções com
comandos para serem executados pelo
hardware.
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Software é Complexo e Precisa Ser
Estruturado em Camadas
software
Aplicativos (Ex: Paint)
Bibliotecas
Sistema Operacional
Hardware
Dispositivos
de Entrada
CPU
Controle
HardwareUAL
Dispositivos
de Saída
Memória
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Aplicativos
• São os programas manipulados diretamente pelo
usuário comum, num supermercado, na Web, etc.
• Aplicativos apresentam normalmente:
– uma interface gráfica, controlada por mouse
– uma forma de armazenamento e recuperação de dados
em arquivos
• Aplicativos são instalados por usuários comuns
(não conhecem detalhes na construção de
programas)
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Bibliotecas
• São conjunto de pequenos programas de
computador organizados na forma de rotinas
– Ex: rotinas para fazer cálculos matemáticos, desenhos,
comunicação com servidores de bases de dados, etc.
• São os módulos básicos usados por programadores
para construir os aplicativos
– Servem como “tijolos” para construção de aplicativos
• No MS-Windows são distribuídos normalmente na
forma de DLLs:
– Veja na pasta c:\windows\system vários exemplos de
arquivos de biblioteca na forma de DLLs
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Sistema Operacional
• É o gestor de todos os recursos da máquina
• Coordena a execução dos programas, dizendo
quando um programa vai ser executado e
encerrado.
• Coordena o uso da memória, da CPU e de todos os
dispositivos de entrada e saída de dados
• Serve como intermediário entre os recursos do
hardware e as bibliotecas e aplicativos
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Um Conjunto de Instruções
Mínimalista para Criar Software
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•
WRITE - Saída de Dados
READ - Entrada de Dados
LOAD - Carrega Acumulador
STORE - Armazena Memória
ADD - Operação Aritmética
JUMP - Desvio
Conditional JUMP - Desvio Condicional
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Para Ler Mais
• Como Funciona o Computador, Ron White
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FIM
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