1º TD - CURSO DE HARDWARE

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MATERIAL DE ESTUDO PARA ALUNOS DO CCMT (www.ccmtcursos.com.br)

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1º TD - CURSO DE HARDWARE

  1. 1. TD - CURSO DE HARDWARE  HISTÓRIA DOS COMPUTADORESO SER HUMANO, À MEDIDA QUE PASSOU A VIVER EM GRUPOS SOCIAIS MAIORES E MAISCOMPLEXOS, TEVE A NECESSIDADE DE ARMAZENAR E PROCESSAR UMA QUANTIDADECRESCENTE DE INFORMAÇÕES. ESSA NECESSIDADE LEVOU O ENGENHO DOS HOMENS A CRIARMEIOS CADA VEZ MAIS RÁPIDOS E EFICIENTES PARA TRABALHAR COM ESSES DADOS.COM A EVOLUÇÃO DA SOCIEDADE HUMANA E AS CONQUISTAS TECNOLÓGICAS, AS FORMASENCONTRADAS PARA O ARMAZENAMENTO DE DADOS FORAM FICANDO CADA VEZ MAISCOMPLEXAS E CAPAZES DE PROCESSAR UMA QUANTIDADE MAIOR DE INFORMAÇÃO. FOI ASSIMQUE A HUMANIDADE PARTIU DE ENGENHOS SIMPLES, COMO O ÁBACO, ATÉ CHEGAR AOSCOMPLEXOS COMPUTADORES ATUAIS, CAPAZES DE EFETUAR AS MAIS VARIADAS TAREFAS EMVELOCIDADES INFINITAMENTE SUPERIORES A CAPACIDADE HUMANA. » O ÁBACO – OPERAÇÃO DE CÁUCULOS (+ E -) » NA ANTIGUIDADE ENTRE 3000 E 2000 AC » ULTILIZADO ATÉ O SÉCULO XVII » AINDA HOJE É USADO EM MUITOS PAÍSES DO ORIENTE MÉDIO E TAMBÉM USADO COMO BRINQUEDO DE CRIANÇAS. » OSSOS DE NAPIER – * (MARFIM) » ENTRE 1610 E 1614 » JOHN NAPIER (MATEMÁTICO ESCOCÊS) » A PRÓPRIA PALAVRA LOGARITMO FOI ESCRITA PELA 1ª VEZ POR NAPIER A PARTIR DO GREGO “LOGOS” (RAZÃO) E “ARITMOS” (NÚMEROS). SUAS TABELAS DE LOGARITMOS DE FUNÇÕES TRIGONOMÉTRICAS FORAM USADAS POR QUASE UM SÉCULO. 1
  2. 2. TD - CURSO DE HARDWARE » PASCALINE (+ E – POR MEIO DE ENGRENAGENS MECÂNICAS) » ENTRE 1642 E 1647 » BLAISE PASCAL (MATEMÁTICO FRANCÊS) » EM 1672, GOTTLIEB LEIBNITZ(MATEMÁTICO ALEMÃO) CONSTRUIU UMA CALCULADORA MECÂNICA. MULTIPLICAÇÃO, DIVISÃO E CALCULOS COM RAIZ QUADRADA. » A TECELAGEM » EM 1804 » JOSEPH MARIE JACQUARD (MATEMÁTICO FRANCÊS) » INTRODUZIU O CONCEITO DE ARMAZENAMENTO DE INFORMAÇÕES EM CARTÕES PERFURADOS EM MÁQUINA DE TEAR.» BABBAGE (UMA FIGURA ESTRANHA)» ENTRE 1834 E 1871» CHARLES BABBAGE (BRITANICO)» FOI O PRIMEIRO A PERCEBER QUE UMA MÁQUINADE PROCESSAMENTO DEVERIA CONSISTIR EM UMDISPOSITIVO DE ENTRADA, UMA MEMÓRIA, UMAUNIDADE CENTRAL DE PROCESSAMENTO E UMDISPOSITIVO DE SAÍDA. ENTROU PARA A HISTÓRIACOMO “VOVÔ” DA INFORMATICA. 2
  3. 3. TD - CURSO DE HARDWARE » EM 1905 » AMBROSE FLEMING (ELETRÔNICO E FÍSICO BRITÂNICO) » COM ISSO É POSSÍVEL CRIAR O SISTEMA DE CÓDIGO BINÁRIO 0 E 1 ATRAVÉS DA DETECÇÃO DA PASSAGEM OU NÃO DE CORRENTE ELÉTRICA. » ENIAC (1º COMPUTADOR ELETRÔNICO DE GRANDE PORTE CRIADO) » 1946 » CHARLES BABBAGE (BRITANICO) » APRESENTAVA ALTA VELOCIDADE NO PROCESSAMENTO DIGITAL APROXIMADAMENTE 200 CÁLCULOS POR SEGUNDO. O ENIAC APRESENTAVA EM TORNO DE 200 MIL VALVULAS E OCUPAVA UM ESPAÇO DE UM GRANDE SALÃO. SEU OBJETIVO ERA AJUDAR O EXERCITO AMERICANO DURANTE A SEGUNDA GUERRA MUNDIAL. PODIA CALCULAR A TRAJETORIA OU ÂNGULO DE UMA BOMBA EM 20 SEGUNDOS» 1ª GERAÇÃO (1946 – 1956)OS COMPUTADORES ERAM BASEADOS EM VÁVULA ELETRÔNICA (ENIAC, EDVAC E UNIVAC)» 2ª GERAÇÃO (1957 – 1964)PASSARAM A USAR TRANSISTORES O QUE AUMENTAVA SUA VELOCIDADE ELES ERAM MENORESMAIS RÁPIDOS E NÃO QUEIMAVAM COM TANTA FACILIDADE» 3ª GERAÇÃO (1964 – 1984)TRANSISTORES EVOLUEM PARA O CHIP. NESSA GERAÇÃO SURGIU MUITOS TIPOS DECOMPUTADORES ONDE ESTAVA INCLUIDO INTEL 4004 ONDE FOI DESENVOLVIDO O PRIMEIROMICROCOMPUTADOR. PDP 8 (PRIMEIRO COMPUTADOR COMERCIALIZADO COM SUCESSO!)SUCESSO DE VENDAS EM 1964 ELE ERA UMA PEQUENA MAQUINA DE 12 BITS! +/- DO TAMANHODE UM FRIGOBAR 3
  4. 4. TD - CURSO DE HARDWARE» 4ª GERAÇÃO (1985)AUMENTO DAS INTREGAÇÕES. SURGE OS MICROCHIPS. DIMINUIÇÃO DOS VALORES ECOMPUTADORES CADA VEZ MAIS PODEROSOS PASSAM FAZER PARTE DE LARES E ESCRITORIOSDENOMINADOS MICROCOMPUTADORES. POSSUEM UM APLICACAO MAIS PESSOAL DERECURSOS PARA OTIMIZAR A VIDA DO USUÁRIO TANTO NO TRABALHO COMO NO LAZER.INTERLIGADOS CONSTITUI UMA REDE AUMENTANDO SEU POTENCIAL E PERMITINDO QUEDIVERSOS USUARIO USEM A TECNOLOGIA DAS INFORMAÇÕES» 5ª GERAÇÃO (ATUALMENTE)AUMENTO NO ARMAZENAMENTO, SISTEMA OPERACIONAL, INTEREAÇÃO AUDIOVISUAL,DIVERSOS RECURSOS DE PROGRAMAÇÃO, MULTIMÍDIA, BANCO DE DADOS, DISCOS OPTICOS,COMPUTADORES MENORES PORTÁTEIS E DE MAIOR CAPACIDADE DE INTEGRAÇÃO EINTERAÇÃO COM A MAIOR REDE DE COMPUTADORES QUE É A INTERNET.PROCESSADORCPU (CENTRAL PROCESSING UNIT), EM PORTUGUÊS UCP (UNIDADE CENTRAL DEPROCESSAMENTO) SUA FUNÇÃO ÉPEGAR DADOS, PROCESSAR ESSES DADOS CONFORMEPROGRAMAÇÃO PRÉVIA E DEVOLVER O RESULTADO. TAL PROGRAMAÇÃO É FEITA ATRAVÉS DEINSTRUÇÕES, QUE SÃO “COMANDOS” (CONJUNTO DE INSTRUÇÕES)O PROCESSADOR NÃO TEM UMA CAPACIDADE INTERNA DE ARMAZENAMENTO MUITOGRANDE. (PROCESSADORES DEDICADOS) MEMÓRIA É ARMAZENAR OS PROGRAMAS PARASEREM EXECUTADOS POSTERIORMENTE, RAM (RANDOM ACCESS MEMORY)  NÚMEROS BINÁRIOSTODO TIPO DE INFORMAÇÃO PODE ASSUMIR QUALQUER VALOR EM UM INTERVALO DE-∞ A +∞. (DIFERENCIAR COR CLARA OU ESCURA, SOM ALTO OU SOM BAIXO E OUTRAS).ESSE TIPO DE INFORMAÇÃO É CONHECIDO COMO INFORMAÇÃO ANALÓGICA.A CONSTRUÇÃO DE CIRCUITOS ELETRÔNICOS TEORICAMENTE DEVERIA SEGUIR OSMESMOS MOLDES DA NATUREZA A FIM DE SE TORNAR O MAIS REAL POSSÍVEL. NOENTANTO, NA HORA DA CONSTRUÇÃO DE CIRCUITOS ELETRÔNICOS PARA OPROCESSAMENTO DE INFORMAÇÕES, A UTILIZAÇÃO DE INFORMAÇÕES ANALÓGICASTORNOU – SE UM GRANDE PROBLEMA.DISPOSITIVOS ELETRÔNICOS PARA O PROCESSAMENTO DE INFORMAÇÕES TRABALHAMCOM UM OUTRO SISTEMA NUMÉRICO: O SISTEMA BINÁRIO. NO SISTEMA BINÁRIO, AOCONTRÁRIO DO SISTEMA DECIMAL, SÓ HÁ DOIS ALGARISMOS: “0” E “1”.COMO O SISTEMA BINÁRIO REPRESENTA O ESTADO DE UM DEDO RECOLHIDO NA MÃO(0) OU ESTICADO (1), POR VEZES O CHAMAMOS DE SISTEMA DIGITAL. CADA ALGARISMOBINÁRIO (UM “0 OU UM “1 “É CHAMADO DE BIT (BINARY DIGIT).OUTRA VANTAGEM DO SISTEMA DIGITAL SOBRE O ANALÓGICO É QUE ASINFORMAÇÕES SÃO GRAVADAS EM FORMA DE NÚMEROS. POR EXEMPLO, EM UMAFITA DAT OU EM UM CD, O QUE HÁ GRAVADO NÃO SÃO MÚSICAS OU SONS, MAS SIMNÚMEROS. COM ISSO, HÁ COMO USARMOS MECANISMOS DE CORREÇÃO DE ERROS A 4
  5. 5. TD - CURSO DE HARDWAREFIM DE VERIFICAR A INTEGRIDADE DOS DADOS, COMO EXPLICAREMOS MELHOR NOTÓPICO TRANSMISSÃO DE DADOS, MAIS ADIANTE.CADA CASA BINÁRIA TERÁ UM “PESO” INDIVIDUAL, SEMPRE RELATIVO Á POTÊNCIA DE2 – JÁ QUE ESTAMOS TRABALHANDO COM A BASE 2. PARA UM NÚMERO BINÁRIO DEOITO ALGARISMOS ( 8 BITS), CADA ALGARISMO TEM OS SEGUINTES “ PESOS”27 26 25 24 23 22 21 20POR EXEMPLO:  0: 0X20  1: 1X20  110: 1X22 + 1X21 + 0X20 ( EQUIVALENDO A 6 EM DECIMAL)  10111: 1X24 + 0X23 + 1X22 + 1X21 + 1X20 (EQUIVALENDO A 23 EM DECIMAL)CONJUNTOS DE ALGARISMOS BINÁRIOS (BITS) FORMAM PALAVRAS BINÁRIAS QUEREPRESENTARÃO NÚMEROS MÁXIMOS BASTANTES DEFINIDOS – E RELATIVAMENTEPEQUENOS. OBVIAMENTE, CADA CASA BINÁRIA SÓ PODERÁ SER PREENCHIDA A 9).  PROCESSADORO MICROPROCESSADOR OU POPULARMENTE CONHECIDO COMO PROCESSADOR OUCPU É O QUE CHAMAMOS DE CÉREBRO DO COMPUTADOR, ESTE PEQUENO CHIP TEM ACAPACIDADE DE FAZER MINHARES DE CÁLCULOS POR SEGUNDO E AINDA CONTROLATODO TIPO DE INFORMAÇÃO QUE CIRCULA EM TODO CIRCUITO DO COMPUTADOR.  ESQUEMA DO PROCESSADORTODO PROCESSADOR É FORMADO BASICAMENTE DE TRÊS COMPONENTES  ULA (UNIDADE DE LÓGICA E ARITIMÉTICA) ESTA É RESPONSÁVEL POR EFETUAR AS OPERAÇÕES MATÁTICAS DE NOSSO COMPUTADOR, BASICAMENTE CONVERTE NÚMEROS BINÁRIOS EM DECIMAIS E ALFANUMÉRICOS OU VICE- VERSA.  UC (UNIDADE DE CONTROLE) ESTA É RESPONSÁVEL POR CONTROLAR A ENTRADA E SAÍDA DE INFORMAÇÕES, BASICAMENTE SERVE PARA LER OU MOSTAR INFORMAÇÕES ATRAVÉS DOS DISPOSITIVOS DO SEU COMPUTADOR.  CACHE (MEMÓRIA PARA ARMAZENAMENTO PARA TROCA DE INFORMAÇÕES) ESTA É RESPONSÁVEL POR FAZER A COMUNICAÇÃO ENTRE A ULA E A UC, QUANTO MAIS EFICIENTE FOR ESTA MEMÓRIA MAIS VELOZ SERÁ SEU MICROPROCESSADOR. 5

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