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Arquitetura e
Manutenção de
Computadores
PROCESSADORES
●
Um processador é uma espécie de microchip especializado. A sua função é acelerar, endereçar, resolver ou preparar
dados, dependendo da aplicação. Basicamente, um processador é uma poderosa máquina de calcular: Ela recebe um
determinado volume de dados, orientados em padrão binário 0 e 1 e tem a função de responder a esse volume,
processando a informação com base em instruções armazenadas em sua memória interna.
PROCESSADORES
● Com a popularização dos computadores e a redução do tamanho do
transistor, o custo do processador reduziu drasticamente e com isto,
duas empresas se destacaram na produção deste importantíssimo
componente: As norte-americanas INTEL e AMD.
INTEL
● A INTEL, que antes fabricava o circuito integrado para memórias RAM e posteriormente
processadores para calculadoras, lançou-se no mercado de micro processador para
computadores em parceria com a IBM com o modelo 8088 em 1983
● Após isto, veio a família dos x86 que o mais famoso foi o de nome comercial Pentium (esta
nova linha eram os processadores 586).
AMD
● A AMD (Advanced Micro Devices) a maior concorrente da INTEL no
mundo atualmente, teve seu primeiro processador lançado em 1975
● a AMD lançou o processador K7 (Kryptonite 7) que foi concorrente
direto do Pentium I da Intel. Interessante ressaltar que a AMD foi
pioneira nos processadores de 64 bits em 2004 e 2005.
ARQUITETURA DE
PROCESSADORES
● Um processador é dividido basicamente em
três partes.
● Ele possui uma Unidade Lógica Aritmética
(ULA), uma Unidade de Controle (UC) e os
Registradores iremos ver abaixo uma breve
explicação sobre cada uma destas partes:
ARQUITETURA DE
PROCESSADORES
Unidade Logica
Aritmética (ULA)
●
É um circuito digital, responsável por todos os cálculos lógicos e
todos os cálculos aritméticos do processador. O modelo atual de
processador, pode ser visto desde o desenvolvimento do projeto
computacional de Jhon Von Neumman onde um processador
precisava de uma unidade central para cálculos numéricos.
●
A ULA pode ser comparada com uma grande e potente calculadora
eletrônica que soma, subtrai, divide, determina se o número é
positivo, negativo ou zero, se a quantidade é maior, menor ou igual,
dentre outras funções.
Unidade Logica
Aritmética (ULA)
● Podemos enumerar algumas funções básicas de uma ULA
– Fazer operações aritméticas com inteiros. Como exemplo podemos citar qualquer
calculo aritmético desde o simples 1+1 até os números mais complexos como
125.874.639.858 + 32.541.876.248.
– Operações lógicas binárias (ou bit a bit) como as portas lógicas (assunto que
será abordado no próximo capitulo) AND (E), OR (OU), NOT (NÃO), XOR (OU
Exclusivo), dentre outras portas lógicas.
– E os famosos “deslocamentos de bits” que permitem ao processador trabalhar
com números negativos, multiplicação ou divisão
Unidade Logica
Aritmética (ULA)
Unidade de Controle (UC)
● A Unidade de Controle – UC (Control Unit) é o
componente de um processador que faz o controle
de todas as operações de uma ULA
● Ela que manda sinais para o controle externo da
CPU (controla os outros dispositivos e periféricos)
devolvendo as instruções processadas e mantêm o
correto funcionamento interno interagindo
diretamente com a ULA e os Registradores
Unidade de Controle (UC)
Unidade de Controle (UC)
● Cada UC executa ações que são pré-programadas pelo
fabricante, porém, três delas são consideradas básicas:
a de busca, decodificação e execução, é o conhecido
ciclo busca e xecução.
● Uma instrução chega à UC, ela inicia a busca no
registrador de como executar esta instrução, depois
envia a orientação decodificada para execução na ULA.
Isto tudo feito em ciclos de tempo que são conhecidos
como Clock.
Registradores
● Os Registradores são unidades para
armazenamento temporário de
dados/instruções em um processador
● Estas memórias são de capacidade muito
pequena para armazenar, em compensação a
velocidade de acesso às informações contidas
nela é altíssima, o que torna esta memória a
mais cara de todas
Registradores
Registradores
● Um processador de 8 bits, possuem
registradores com 8 espaços para
armazenamento e assim sucessivamente
até chegar aos atuais processadores de
64bits.
● É interessante salientar que já existem
processadores com até 256bits
normalmente utilizados em placas gráfica.
Registradores
● Para que entendamos corretamente a utilidade de um registrador,
vamos imaginar um programa em execução. “Suas instruções estão
armazenadas na memória principal (normalmente a memória RAM que
fica externa ao processador) que serão movidas aos registradores para
serem processadas pelas unidades funcionais de um processador (que
no nosso caso são as ULA). O processador só interpretam as
instruções contidas nos registradores por ter um acesso bem mais
rápido que nas memórias externas, após o processamento, as
instruções retornam à memória principal.”
Video
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● Processadores-AMD-traduzido-em-Português
ARQUITETURAS RISC E
CISC
● Existem duas linhas comuns de arquiteturas de processadores, são as conhecidas
RISC (Reduced Instruction Set Computer ou Computador com um Conjunto Reduzido
de Instruções) e as CISC (Complex Instruction Set Computer ou Computador com um
Conjunto Complexo de Instruções).
● A diferença entre estas duas arquiteturas é basicamente a quantidade (no caso da
RISC é maior) e a complexidade (no caso da CISC é maior) de instruções que são
enviadas ao processador
CISC
● Os arquitetos que projetaram os processadores
CISC tiveram o seguinte raciocínio: Se eu
mandar muita instrução ao processador, os
Registradores estarão amplamente ocupados e
isto vai tornar o trabalho do processador mais
lento, solução para isto: Enviar poucas instruções
aos Registradores em compensação estas
instruções devem ser a mais completa e eficiente
possível
RISC
● A arquitetura RISC foi pensada para ir pelo lado oposto da
CISC, enquanto na CISC as instruções tendiam a ficar cada
vez mais complexas na RISC a ideia foi que no lugar de
criar poucas instruções complexas seria mais interessante
criar várias instruções simples, com isto, mesmo
aumentando o número de instruções nos registradores, os
processadores RISC iriam executar estas muitas instruções
simples mais rapidamente que as poucas instruções
complexas da arquitetura CISC.
ARQUITETURAS RISC E
CISC
● E agora? Qual é a melhor das duas
arquiteturas?
– Os processadores modernos, são híbridos,
possuem as duas arquiteturas, trabalham com
instruções complexas (poucas instruções
porém bem detalhada) característica própria
das arquiteturas CISC e com instruções
simples porém executando várias instruções ao
mesmo tempo, característica própria da RISC
PROCESSADORES
●
Também conhecido como CPU ( Unidade Central de Processamento) um
processador é uma espécie de microchip especializado.
●
A sua função é acelerar, endereçar, resolver ou preparar dados, dependendo da
aplicação.
●
Basicamente, um processador é uma poderosa máquina de calcular: Ela recebe um
determinado volume de dados, orientados em padrão binário 0 e 1 e tem a função de
responder a esse volume, processando a informação com base em instruções
armazenadas em sua memória interna.
PROCESSADORES
● Dificilmente um processador apresenta
problema, normalmente os problemas
apresentados são por mal uso ou manuseio
incorreto do mesmo.
PROCESSADORES
● Existem diversas marcas e modelos de
processadores. Existem Várias empresas que
produzem Processadores como:
● AMD, Analog Devices, Atmel, Cypress, Fairchild,
Fujitsu, Hitachi, IBM, Infineon, Intel, Intersil, ITT,
Maxim, Microchip, Mitsubishi, Mostek, Motorola,
National, NEC, NXP, OKI, Renesas, Samsung,
Sharp, Siemens, Signetics, STM, Synertek, Texas,
Toshiba, TSMC, UMC, Winbond, Zilog, entre outras.
Processador AMD x
INTEL
● As marcas que tem uma grande parte do
mercado são:
Processador INTEL
● A Intel é certamente a marca de
processadores mais popular do mundo.
● Levantamentos mais recentes indicam que
a empresa é responsável pela receita de
mais de 80% do mercado mundial de
CPUs, enquanto a AMD fica em um distante
segundo lugar.
Processador AMD
●
O principal fator de liderança de mercado por parte da INTEL é que os seus
processadores possuem melhor performance em alguns aspectos primordiais.
●
Ainda que os chipsets da AMD possuam mais núcleos de processamento, os núcleos
dos chipsets da Intel são mais rápidos e eficientes individualmente.
●
Isso, porém, não é uma regra inflexível: há processadores da AMD com performance
melhor que os da Intel, mas não são muitos.
Processadores INTEL
core i3, i5 e i6
● Core i3:
– É o nome da nova família de processadores da Intel,
destinado a Desktops x86-64.
– O processador Core i3 é o processador de menor
poder de processamento
– O recurso Hyper-Threading estará ativado nesses
modelos permitindo que o processador possa simular
a existência de um maior número de núcleos, fazendo
com que o desempenho do processador aumente
significativamente.
Processadores INTEL
core i3, i5 e i6
● Core i3:
– Estimativa de preço:
– Processador Intel Core i3-6300 Skylake, Cache
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Processadores INTEL
core i3, i5 e i6
● Core i5
– Intel Core i5 é uma série de processadores da
Intel destinada a desktop x86-64
– A diferença para o seu irmão Core i7 se dá pelo
fato de que a geração i7 possui uma
controladora de gráficos PCI-Express embutida
Processadores INTEL
core i3, i5 e i6
● Core i5:
– Estimativa de preço:
– Processador Intel Core i5-7400 Kaby Lake 7a
Geração, Cache 6MB, 3.0Ghz (3.5GHz Max
Turbo), LGA 1151 Intel HD Graphics
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Processadores INTEL
core i3, i5 e i6
● Core i7:
– Intel Core i7 é uma família de processadores
Intel para Desktop e notebooks x86-64 (64 bits)
– Processadores para Desktops de alto
desempenho
Processadores INTEL
core i3, i5 e i6
● Core i7:
– Estimativa de preço:
– Processador Intel Core i7-7700 Kaby Lake 7a
Geração, Cache 8MB, 3.6GHz (4.2GHz Max
Turbo), LGA 1151 Intel HD Graphics
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– Processador Intel Core I7 7820x 3.6 Ghz
Lga2066 X299 Top -> R$ 3.499
Exercício
Pesquise na Internet os processadores
AMD mais utilizados e os preços
Exercícios
1.O que são processadores?
2.Descreva quais são as principais características dos processadores INTEL de
AMD
3.Descreva quais são as principais características dos processadores AMD
4.Quais as partes que o processador é dividido?
5. O que é ULA e quais suas principais características?
6. O que é UC e quais suas principais características?
7.O que são Registradores e quais suas principais características?
8. Diferencie a arquitetura RISC da CISC
9.Quais as principais marcas de processadores? de 4 exemplos
10..Quais as diferenças entre os processadores core i3,i4 e i5.

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  • 2. PROCESSADORES ● Um processador é uma espécie de microchip especializado. A sua função é acelerar, endereçar, resolver ou preparar dados, dependendo da aplicação. Basicamente, um processador é uma poderosa máquina de calcular: Ela recebe um determinado volume de dados, orientados em padrão binário 0 e 1 e tem a função de responder a esse volume, processando a informação com base em instruções armazenadas em sua memória interna.
  • 3. PROCESSADORES ● Com a popularização dos computadores e a redução do tamanho do transistor, o custo do processador reduziu drasticamente e com isto, duas empresas se destacaram na produção deste importantíssimo componente: As norte-americanas INTEL e AMD.
  • 4. INTEL ● A INTEL, que antes fabricava o circuito integrado para memórias RAM e posteriormente processadores para calculadoras, lançou-se no mercado de micro processador para computadores em parceria com a IBM com o modelo 8088 em 1983 ● Após isto, veio a família dos x86 que o mais famoso foi o de nome comercial Pentium (esta nova linha eram os processadores 586).
  • 5. AMD ● A AMD (Advanced Micro Devices) a maior concorrente da INTEL no mundo atualmente, teve seu primeiro processador lançado em 1975 ● a AMD lançou o processador K7 (Kryptonite 7) que foi concorrente direto do Pentium I da Intel. Interessante ressaltar que a AMD foi pioneira nos processadores de 64 bits em 2004 e 2005.
  • 6. ARQUITETURA DE PROCESSADORES ● Um processador é dividido basicamente em três partes. ● Ele possui uma Unidade Lógica Aritmética (ULA), uma Unidade de Controle (UC) e os Registradores iremos ver abaixo uma breve explicação sobre cada uma destas partes:
  • 8. Unidade Logica Aritmética (ULA) ● É um circuito digital, responsável por todos os cálculos lógicos e todos os cálculos aritméticos do processador. O modelo atual de processador, pode ser visto desde o desenvolvimento do projeto computacional de Jhon Von Neumman onde um processador precisava de uma unidade central para cálculos numéricos. ● A ULA pode ser comparada com uma grande e potente calculadora eletrônica que soma, subtrai, divide, determina se o número é positivo, negativo ou zero, se a quantidade é maior, menor ou igual, dentre outras funções.
  • 9. Unidade Logica Aritmética (ULA) ● Podemos enumerar algumas funções básicas de uma ULA – Fazer operações aritméticas com inteiros. Como exemplo podemos citar qualquer calculo aritmético desde o simples 1+1 até os números mais complexos como 125.874.639.858 + 32.541.876.248. – Operações lógicas binárias (ou bit a bit) como as portas lógicas (assunto que será abordado no próximo capitulo) AND (E), OR (OU), NOT (NÃO), XOR (OU Exclusivo), dentre outras portas lógicas. – E os famosos “deslocamentos de bits” que permitem ao processador trabalhar com números negativos, multiplicação ou divisão
  • 11. Unidade de Controle (UC) ● A Unidade de Controle – UC (Control Unit) é o componente de um processador que faz o controle de todas as operações de uma ULA ● Ela que manda sinais para o controle externo da CPU (controla os outros dispositivos e periféricos) devolvendo as instruções processadas e mantêm o correto funcionamento interno interagindo diretamente com a ULA e os Registradores
  • 13. Unidade de Controle (UC) ● Cada UC executa ações que são pré-programadas pelo fabricante, porém, três delas são consideradas básicas: a de busca, decodificação e execução, é o conhecido ciclo busca e xecução. ● Uma instrução chega à UC, ela inicia a busca no registrador de como executar esta instrução, depois envia a orientação decodificada para execução na ULA. Isto tudo feito em ciclos de tempo que são conhecidos como Clock.
  • 14. Registradores ● Os Registradores são unidades para armazenamento temporário de dados/instruções em um processador ● Estas memórias são de capacidade muito pequena para armazenar, em compensação a velocidade de acesso às informações contidas nela é altíssima, o que torna esta memória a mais cara de todas
  • 16. Registradores ● Um processador de 8 bits, possuem registradores com 8 espaços para armazenamento e assim sucessivamente até chegar aos atuais processadores de 64bits. ● É interessante salientar que já existem processadores com até 256bits normalmente utilizados em placas gráfica.
  • 17. Registradores ● Para que entendamos corretamente a utilidade de um registrador, vamos imaginar um programa em execução. “Suas instruções estão armazenadas na memória principal (normalmente a memória RAM que fica externa ao processador) que serão movidas aos registradores para serem processadas pelas unidades funcionais de um processador (que no nosso caso são as ULA). O processador só interpretam as instruções contidas nos registradores por ter um acesso bem mais rápido que nas memórias externas, após o processamento, as instruções retornam à memória principal.”
  • 19. ARQUITETURAS RISC E CISC ● Existem duas linhas comuns de arquiteturas de processadores, são as conhecidas RISC (Reduced Instruction Set Computer ou Computador com um Conjunto Reduzido de Instruções) e as CISC (Complex Instruction Set Computer ou Computador com um Conjunto Complexo de Instruções). ● A diferença entre estas duas arquiteturas é basicamente a quantidade (no caso da RISC é maior) e a complexidade (no caso da CISC é maior) de instruções que são enviadas ao processador
  • 20. CISC ● Os arquitetos que projetaram os processadores CISC tiveram o seguinte raciocínio: Se eu mandar muita instrução ao processador, os Registradores estarão amplamente ocupados e isto vai tornar o trabalho do processador mais lento, solução para isto: Enviar poucas instruções aos Registradores em compensação estas instruções devem ser a mais completa e eficiente possível
  • 21. RISC ● A arquitetura RISC foi pensada para ir pelo lado oposto da CISC, enquanto na CISC as instruções tendiam a ficar cada vez mais complexas na RISC a ideia foi que no lugar de criar poucas instruções complexas seria mais interessante criar várias instruções simples, com isto, mesmo aumentando o número de instruções nos registradores, os processadores RISC iriam executar estas muitas instruções simples mais rapidamente que as poucas instruções complexas da arquitetura CISC.
  • 22. ARQUITETURAS RISC E CISC ● E agora? Qual é a melhor das duas arquiteturas? – Os processadores modernos, são híbridos, possuem as duas arquiteturas, trabalham com instruções complexas (poucas instruções porém bem detalhada) característica própria das arquiteturas CISC e com instruções simples porém executando várias instruções ao mesmo tempo, característica própria da RISC
  • 23. PROCESSADORES ● Também conhecido como CPU ( Unidade Central de Processamento) um processador é uma espécie de microchip especializado. ● A sua função é acelerar, endereçar, resolver ou preparar dados, dependendo da aplicação. ● Basicamente, um processador é uma poderosa máquina de calcular: Ela recebe um determinado volume de dados, orientados em padrão binário 0 e 1 e tem a função de responder a esse volume, processando a informação com base em instruções armazenadas em sua memória interna.
  • 24. PROCESSADORES ● Dificilmente um processador apresenta problema, normalmente os problemas apresentados são por mal uso ou manuseio incorreto do mesmo.
  • 25. PROCESSADORES ● Existem diversas marcas e modelos de processadores. Existem Várias empresas que produzem Processadores como: ● AMD, Analog Devices, Atmel, Cypress, Fairchild, Fujitsu, Hitachi, IBM, Infineon, Intel, Intersil, ITT, Maxim, Microchip, Mitsubishi, Mostek, Motorola, National, NEC, NXP, OKI, Renesas, Samsung, Sharp, Siemens, Signetics, STM, Synertek, Texas, Toshiba, TSMC, UMC, Winbond, Zilog, entre outras.
  • 26. Processador AMD x INTEL ● As marcas que tem uma grande parte do mercado são:
  • 27. Processador INTEL ● A Intel é certamente a marca de processadores mais popular do mundo. ● Levantamentos mais recentes indicam que a empresa é responsável pela receita de mais de 80% do mercado mundial de CPUs, enquanto a AMD fica em um distante segundo lugar.
  • 28. Processador AMD ● O principal fator de liderança de mercado por parte da INTEL é que os seus processadores possuem melhor performance em alguns aspectos primordiais. ● Ainda que os chipsets da AMD possuam mais núcleos de processamento, os núcleos dos chipsets da Intel são mais rápidos e eficientes individualmente. ● Isso, porém, não é uma regra inflexível: há processadores da AMD com performance melhor que os da Intel, mas não são muitos.
  • 29. Processadores INTEL core i3, i5 e i6 ● Core i3: – É o nome da nova família de processadores da Intel, destinado a Desktops x86-64. – O processador Core i3 é o processador de menor poder de processamento – O recurso Hyper-Threading estará ativado nesses modelos permitindo que o processador possa simular a existência de um maior número de núcleos, fazendo com que o desempenho do processador aumente significativamente.
  • 30. Processadores INTEL core i3, i5 e i6 ● Core i3: – Estimativa de preço: – Processador Intel Core i3-6300 Skylake, Cache 4MB, 3.8Ghz, LGA 1151, Intel HD Graphics 530 BX80662I36300 → R$ 599,00 – Processador Intel Core I3-7100 KABY LAKE 3MB CACHE 3.9GHZ BX80677I37100 → R$ 499,00
  • 31. Processadores INTEL core i3, i5 e i6 ● Core i5 – Intel Core i5 é uma série de processadores da Intel destinada a desktop x86-64 – A diferença para o seu irmão Core i7 se dá pelo fato de que a geração i7 possui uma controladora de gráficos PCI-Express embutida
  • 32. Processadores INTEL core i3, i5 e i6 ● Core i5: – Estimativa de preço: – Processador Intel Core i5-7400 Kaby Lake 7a Geração, Cache 6MB, 3.0Ghz (3.5GHz Max Turbo), LGA 1151 Intel HD Graphics BX80677I57400 → R$ 728,90 – Processador Core I5-7400 3.0GHZ 6MB 7 GERAÇÃO BX80677I57400 - Intel → R$ 1.214,40
  • 33. Processadores INTEL core i3, i5 e i6 ● Core i7: – Intel Core i7 é uma família de processadores Intel para Desktop e notebooks x86-64 (64 bits) – Processadores para Desktops de alto desempenho
  • 34. Processadores INTEL core i3, i5 e i6 ● Core i7: – Estimativa de preço: – Processador Intel Core i7-7700 Kaby Lake 7a Geração, Cache 8MB, 3.6GHz (4.2GHz Max Turbo), LGA 1151 Intel HD Graphics BX80677I77700 → R$ 1.289,90 – Processador Intel Core I7 7820x 3.6 Ghz Lga2066 X299 Top -> R$ 3.499
  • 35. Exercício Pesquise na Internet os processadores AMD mais utilizados e os preços
  • 36. Exercícios 1.O que são processadores? 2.Descreva quais são as principais características dos processadores INTEL de AMD 3.Descreva quais são as principais características dos processadores AMD 4.Quais as partes que o processador é dividido? 5. O que é ULA e quais suas principais características? 6. O que é UC e quais suas principais características? 7.O que são Registradores e quais suas principais características? 8. Diferencie a arquitetura RISC da CISC 9.Quais as principais marcas de processadores? de 4 exemplos 10..Quais as diferenças entre os processadores core i3,i4 e i5.