Disciplina: Introdução à Informática
Profª Érica Barcelos
CAPÍTULO 4
1. ARQUITETURA DO COMPUTADOR- HARDWARE
Todos os componentes físicos constituídos de circuitos eletrônicos
interligados são chamados de hardware. Este grupo é formado por processadores,
memórias, registradores, barramentos, monitores de vídeo, impressoras, mouse,
discos magnéticos, além de outros dispositivos. Esses equipamentos podem ser
divididos em três grupos que juntos formam a base para o processamento de
dados, são eles: Processador ou unidade central de processamento, memória
principal e dispositivos de entrada/saída.
1.1. PROCESSADOR
Esse hardware gerencia todo o sistema computacional controlando as
operações realizadas por cada unidade funcional. Sua principal tarefa é controlar e
executar instruções presentes na memória principal e para isso faz uso de
operações básicas como soma, subtração, comparação e movimentação de dados.
Os processadores, independentemente do fabricante, traz uma configuração
interna composta por unidade de controle (UC), unidade lógica e aritmética (ULA) e
registradores. A UC gerencia as atividades de todos os componentes do
computador, como gravação de dados e leitura de instruções armazenadas na
memória. A ULA realiza operações lógicas como testes e avaliações além de
cálculos aritméticos.
Todas as atividades realizadas no interior do processador são controladas
por um sinal de clock. Esse sinal equivale a uma atividade cíclica realizada em um
segundo e sua unidade de medida é o hertz.
Além da UC e ULA os processadores possuem um conjunto de memórias
internas de alta velocidade chamadas de registradores, essas memórias embora
sejam rápidas não suportam grandes quantidades de armazenamento, porém o
espaço varia em função da arquitetura de cada computador. Os registradores tem a
tarefa de armazenar funções de controle do processador e do sistema operacional,
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a figura abaixo ilustra as relações existentes entre os diferentes dispositivos que
constituem o sistema computacional.
1.2. MEMÓRIA
PRINCIPAL
Essa é a memória de trabalho do processador, nela são armazenadas as
instruções de dados necessárias para execução de uma tarefa. Sua forma de
armazenamento é através de espaços conhecidos como células, sendo cada célula
composta por um determinado número de bits. As células recebem uma
identificação exclusiva chamada de endereço e quando um programa necessita
armazenar ou solicitar um dado contido na memória, ele deve identificar em qual
endereço de memória o dado está ou ficará.
Alguns registradores são responsáveis pelas informações de endereçamento
da memória principal são eles: Memory Address Register (MAR) e Memory Buffer
Register (MBR). Através do MAR a UC sabe qual célula da memória será acessada,
já o MBR guarda o conteúdo de uma ou mais células. Dessa forma é possível
realizar leitura ou armazenamento nas memórias, pois o próprio processador
controla essas atividades.
A memória principal pode ser classificada quanto a sua capacidade de
guardar dados mesmo sem uma fonte de energia. A Random Access Memory
(RAM) é altamente volátil, ou seja, sem uma fonte de energia todo o conteúdo
armazenado é perdido. Já Read Only Memory (ROM) não é volátil, pois mantém
seus dados mesmo na ausência de energia externa.
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1.3. MEMÓRIA CACHE
Essa memória também é volátil, mas se comparada à memória RAM é bem
mais rápida por isso, com o objetivo de diminuir o tempo de espera do processador,
foram desenvolvidas para acelerar o processo de leitura e armazenamento. Porém,
elas são encontradas em pequenas quantidades graças ao seu alto custo.
A memória cache armazena uma pequena quantidade do conteúdo da
memória principal. A programação do processador determina que a busca do dado
seja realizada, primeiramente, no conteúdo da cache caso não o encontre, deverá
consultar a memória principal.
Apesar deste processo exigir um tempo para a sua execução, ele é
compensado pela melhora do desempenho, pois a tecnologia das memórias caches
as tornam mais velozes se comparadas a memória principal. Isso possibilita que um
alto percentual de referencias de endereços seja resolvido nelas, pois a seleção
sobre qual informação ficará na cache é feita através de estruturas de repetições.
Com isso, quando o sistema identifica que o mesmo dado foi solicitado várias
vezes, significa uma probabilidade maior de sofrer um novo acesso logo, o sistema
o armazenará no cache do computador.
1.4. MEMÓRIA SECUNDÁRIA
Essas memórias são permanentes ou não voláteis, uma vez que os dados
sejam armazenados eles permaneceram por um tempo indeterminado. Elas
comportam uma quantidade de dados muito maior, se comparadas às memórias
estudadas anteriormente, todavia o acesso a esse meio é lento. Podemos citar,
como exemplos de memórias secundárias, o HD, os CDs e Pen drive.
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O desenho abaixo mostra a relação entre diversos tipos de dispositivos de
armazenamento apresentados, comparando custo, velocidade e capacidade de
armazenamento.
Registradores
Capacidade de
armazenamento
Memória Cache
Maior custo e
velocidade
Memória Principal
Memória Secundária
Comparação entre as memórias
1.5. BARRAMENTO
O barramento ou Bus são vias de comunicação entre diferentes meios
físicos, podemos compará-los as ruas existentes em nosso bairro onde para irmos a
alguma residência precisamos optar por uma delas. Essas vias de comunicação
conduzem informações como dados, endereço e sinais de controles entre
processador, memória e dispositivos de entrada/saída.
O barramento possui vias de controles por onde passam informações do tipo
de operação que está sendo executada. Já as vias de dados, instruções, endereços
que serão transportados para os seus respectivos destinatários. Podemos dizer que
há três tipos de barramentos, são eles:
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•
Barramento processador-memória- De curta extensão e alta velocidade.
•
Barramento de entrada e saída- Maior extensão, mais lentos.
•
Barramento Backplane- Integra os dois barramentos diminuindo a
quantidade de adaptadores.
Barramento ProcessadorProcessador- Memória
Barramento
Memória
Adaptador
Adaptador
BUS E/S
BUS E/S
1.6. DISPOSITIVO DE ENTRADA E SAÍDA
Os dispositivos de entrada e saída (Input/ output) são popularmente
conhecidos como periféricos de entrada e periféricos de saída, respectivamente.
Essa classificação está associada primeiramente pelo meio (Estão disponíveis em
torno do gabinete onde está armazenada a UCP) e, posteriormente, pela finalidade
(Dispositivos de entrada fornecem dados para o processador assim como
dispositivos de saídas recebem dados do processador).
Todos os dispositivos são direta ou
indiretamente
associados
ao
barramento
processador-memória graças ao conjunto de
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portas específicas localizadas na placa mãe. Como o próprio nome diz, as portas
funcionam como meio de entrada para comunicação com a memória e processador.
O barramento para dispositivo de entrada e saída em geral seguem padrões
preestabelecidos, pois desta forma, os dispositivos de E/S podem ser conectados a
sistemas computacionais de diferentes plataformas e fabricantes.
Os dispositivos de entradas, ou periférico de entrada, mais utilizados são:
Teclado, mouse, scanner. Todos tem a função de entrada de dados ou instruções
um exemplo de fácil compreensão é a digitação de um texto, onde o usuário
pressiona as letras e símbolos que deseja para compor seu documento no editor de
texto.
Os dispositivos de saídas, ou periférico de saída, mais utilizados são: Monitor
e impressora, ambos exibem o resultado de um processamento seja na tela ou no
papel.
Alguns periféricos agregam as duas funções hora funcionam como meios de
inserção de dados hora como meio de saída dentre eles, estão às mídias de
armazenamento como
CD
e
DVDs, pois podemos gravar
posteriormente copiar para o computador.
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instruções e
LISTA DE EXERCÍCIOS CAPÍTULO 3 e 4
Professora Érica Barcelos
Disciplina: Introdução à informática
( D) permite comunicação entre UCP
1. Como
seria
utiliza
o
e periféricos.
computador sem S.O?
(A) Isso não seria possível.
(B) O
usuário
compreender
precisaria
profundamente
o
4.
O
barramento
hardware.
memória
(C) Mais fácil, pois o S.O dificulta o
características:
acesso.
(A) são lentos e longos
(D) Por
serem
aplicativos
são
possui
processadoras
seguintes
(B) São curtos e permitem altas
necessários apenas para alguns
velocidades.
usuários.
(C) Permite a conexão de diferentes
tipos de dispositivos
2. Quanto à quantidade de tarefas
(
D)
Integra
executadas, o S.O pode ser:
diminuindo
( A) Multitarefa e Multiusuário
adaptadores.
(B) Monotarefa e Monousuário
5. Os componentes básicos de um
(C) Monotarefa e Multitarefa
processador são:
( D) Batch e Time-sharing
(A) RAM, ROM, CACHE
a
dois
barramentos
quantidade
de
(B) ULA, UC, RAM
3. Qual a função dos tradutores?
(C) Registrador, UC, ULA
(A) Transformar o código fonte em
(D) ULA, RAM, UC
código objeto.
6. Sobre a memória RAM é correto
(B) Transformar o código objeto em
afirmar:
aplicativo.
(A) É uma memória secundária
(C) permitir a comunicação entre UCP
(B) É uma memória Não volátil
e RAM.
(C) Mais rápida que os registradores
(D) É considerada principal ou real
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