IFPE Campus Garanhuns – Curso Técnico em Informática Arquitetura de Computadores 1 Motherboard Sexta-feira, 9 de Setembro de 2011 IFPE Campus Garanhuns – Curso Técnico em Informática Arquitetura de Computadores Placa Mãe Prof. Romero [email protected] 2 Motherboard Sexta-feira, 9 de Setembro de 2011 IFPE Campus Garanhuns – Curso Técnico em Informática Arquitetura de Computadores • 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. 3 Motherboard Sexta-feira, 9 de Setembro de 2011 IFPE Campus Garanhuns – Curso Técnico em Informática Arquitetura de Computadores Processador 4 Motherboard Sexta-feira, 9 de Setembro de 2011 IFPE Campus Garanhuns – Curso Técnico em Informática Arquitetura de Computadores 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. 5 Motherboard Sexta-feira, 9 de Setembro de 2011 IFPE Campus Garanhuns – Curso Técnico em Informática Arquitetura de Computadores 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). • 6 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. Motherboard Sexta-feira, 9 de Setembro de 2011 IFPE Campus Garanhuns – Curso Técnico em Informática Arquitetura de Computadores 7 Motherboard Sexta-feira, 9 de Setembro de 2011 IFPE Campus Garanhuns – Curso Técnico em Informática Arquitetura de Computadores 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. 8 Motherboard Sexta-feira, 9 de Setembro de 2011 IFPE Campus Garanhuns – Curso Técnico em Informática Arquitetura de Computadores Tabela de Endereçamento 9 Motherboard Sexta-feira, 9 de Setembro de 2011 IFPE Campus Garanhuns – Curso Técnico em Informática Arquitetura de Computadores 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. 10 Motherboard Sexta-feira, 9 de Setembro de 2011 IFPE Campus Garanhuns – Curso Técnico em Informática Arquitetura de Computadores 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). 11 Motherboard Sexta-feira, 9 de Setembro de 2011 IFPE Campus Garanhuns – Curso Técnico em Informática Arquitetura de Computadores Sequência mostrando respectivamente as Caches do 386, 486 12 Motherboard Sexta-feira, 9 de Setembro de 2011 IFPE Campus Garanhuns – Curso Técnico em Informática Arquitetura de Computadores 13 Motherboard Sexta-feira, 9 de Setembro de 2011 IFPE Campus Garanhuns – Curso Técnico em Informática Arquitetura de Computadores • 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. 14 Motherboard Sexta-feira, 9 de Setembro de 2011 IFPE Campus Garanhuns – Curso Técnico em Informática Arquitetura de Computadores • • • • • • 15 AMD Athlon™ 64 FX ProcessorAMD Athlon™ 64 Frequency 2600Mhz L1 Cache128KB L2 Cache1M Socket 939 Motherboard Sexta-feira, 9 de Setembro de 2011 IFPE Campus Garanhuns – Curso Técnico em Informática Arquitetura de Computadores 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). 16 Motherboard Sexta-feira, 9 de Setembro de 2011 IFPE Campus Garanhuns – Curso Técnico em Informática Arquitetura de Computadores 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. 17 Motherboard Sexta-feira, 9 de Setembro de 2011 IFPE Campus Garanhuns – Curso Técnico em Informática Arquitetura de Computadores 18 Motherboard Sexta-feira, 9 de Setembro de 2011 IFPE Campus Garanhuns – Curso Técnico em Informática Arquitetura de Computadores 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 19 Motherboard Mapas de E/S Sexta-feira, 9 de Setembro de 2011 IFPE Campus Garanhuns – Curso Técnico em Informática Arquitetura de Computadores 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). 20 Motherboard Sexta-feira, 9 de Setembro de 2011 IFPE Campus Garanhuns – Curso Técnico em Informática Arquitetura de Computadores Compartilhando Interrupções 21 Motherboard Sexta-feira, 9 de Setembro de 2011 IFPE Campus Garanhuns – Curso Técnico em Informática Arquitetura de Computadores DMA (Direct Memory Access) 22 Motherboard Sexta-feira, 9 de Setembro de 2011 IFPE Campus Garanhuns – Curso Técnico em Informática Arquitetura de Computadores 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 23 Motherboard Sexta-feira, 9 de Setembro de 2011 IFPE Campus Garanhuns – Curso Técnico em Informática Arquitetura de Computadores 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. 24 Motherboard Sexta-feira, 9 de Setembro de 2011 IFPE Campus Garanhuns – Curso Técnico em Informática Arquitetura de Computadores • • • • • • • • • • 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) 25 Motherboard Sexta-feira, 9 de Setembro de 2011 IFPE Campus Garanhuns – Curso Técnico em Informática Arquitetura de Computadores • • • • • • • • • • 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) 26 Motherboard Sexta-feira, 9 de Setembro de 2011 IFPE Campus Garanhuns – Curso Técnico em Informática Arquitetura de Computadores • 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 27 Motherboard Sexta-feira, 9 de Setembro de 2011 IFPE Campus Garanhuns – Curso Técnico em Informática Arquitetura de Computadores • • • • • • • • • • • • • • • • • • 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 28 Motherboard mouse Sexta-feira, 9 de Setembro de 2011 IFPE Campus Garanhuns – Curso Técnico em Informática Arquitetura de Computadores 29 Motherboard Sexta-feira, 9 de Setembro de 2011 IFPE Campus Garanhuns – Curso Técnico em Informática Arquitetura de Computadores 30 Motherboard Sexta-feira, 9 de Setembro de 2011 IFPE Campus Garanhuns – Curso Técnico em Informática Arquitetura de Computadores Chipset 31 Motherboard Sexta-feira, 9 de Setembro de 2011 IFPE Campus Garanhuns – Curso Técnico em Informática Arquitetura de Computadores 32 Motherboard Sexta-feira, 9 de Setembro de 2011
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