Fundamentos da Computação

FUNDAMENTOS DA
INFORMÁTICA
O Processador do Computador
Conceitos Básicos

AGENDA DA AULA
11/04/2017 IFPR QUEDAS DO IGUAÇU – FUNDAMENTOS DA INFORMÁTICA - DANILO GIACOBO 2
 Introdução
 Conceitos Básicos
 O primeiro processador da história
 A história dos processadores
 Os processadores Intel
 Bits, bytes e palavras
 Arquitetura de um processador
 Registradores e memória cache

PARA DESCONTRAIR
11/04/2017 3IFPR QUEDAS DO IGUAÇU – FUNDAMENTOS DA INFORMÁTICA - DANILO GIACOBO

INTRODUÇÃO
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• Processador é um circuito integrado capaz de efetuar o processamento de
dados, obedecendo a um conjunto predeterminado de instruções.
• Ele é composto de transistores cujo funcionamento permite deixar ou não a
corrente elétrica passar.
• Um processador de um computador pessoa possui em torno de 1,4 bilhões de
transistores em uma única peça.
• Quanto menor for é melhor e mais moderno.
• Os melhores processadores possuem transistores de 22 nanômetros.
• A velocidade do processamento é medido em Ghz e alguns possuem vários
núcleos de processamento.
IFPR QUEDAS DO IGUAÇU – FUNDAMENTOS DA INFORMÁTICA - DANILO GIACOBO

CONCEITOS BÁSICOS
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• O processador, ou CPU – Unidade Central de Processamento – é o cérebro
da máquina. Ele é capaz de ler os programas ou aplicativos, executar
operações e comandos e respondê-los em uma velocidade bem rápida.
• Os processadores são circuitos integrados fabricados em pastilhas de silício e
contam com transistores – peças que ampliam e interrompem sinais elétricos –
em miniatura, usados para criar portas lógicas que se combinam e para se
transformarem nas partes do processador.
• A velocidade do processador é medida pela unidade de frequência Mega-
hertz. Ela é a função direta da frequência de operação (clocks) e quanto mais
MHz, mais rápido é o processador. Existem também modelos com mais de um
núcleo, o que significa que há diversos grupos de processadores em uma única
peça. Assim, quanto mais núcleos, mais velocidade e consequentemente mais
tarefas a serem executadas ao mesmo tempo.

CONCEITOS BÁSICOS
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• Um processador não tem vida útil, o que pode acontecer é um modelo ficar
antigo e consumir mais energia em relação aos mais modernos. Outro caso
comum é o de overclock, quando o processador esquenta demais e queima
devido ao uso indevido.
Algumas dicas podem ajudar na hora de escolher um bom modelo de
processador:
• Confira se o modelo é top de linha ou antigo. É provável que os modelos mais
recentes tenham poder de processamento maior e consumam menos energia.
• Confira se a arquitetura é de 32 ou 64 bits.
• Saiba quantos núcleos o processador possui. Tradicionalmente, quanto mais,
melhor.

REPRESENTAÇÃO DE DADOS: LIGADO/DESLIGADO
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 Um computador conhece apenas duas coisas: ligado/desligado. Esse sistema de dois
estados, ligado/desligado, denomina-se sistema binário.
 Usando esses dois estados, que podem ser representados pela eletricidade ligada
ou desligada, o computador pode criar formas sofisticadas de representação de
dados.
 Embora o sistema numérico decimal tenha a base 10 (com dez dígitos 0, 1, 2, 3, 4, 5,
6, 7, 8, 9), o sistema binário tem base 2.
 Isso significa que contém somente dois dígitos, 0 e 1, os quais correspondem aos dois
estados, ligado e desligado.
 Combinações de 0s e 1s representam números maiores.

REPRESENTAÇÃO DE DADOS: LIGADO/DESLIGADO
Equivalente binários dos números
decimais de 0 a 7
Decimal Binário
0 0000
1 0001
2 0010
3 0011
4 0100
5 0101
6 0110
7 0111
Equivalente binários dos números
decimais de 8 a 15
Decimal Binário
8 1000
9 1001
10 1010
11 1011
12 1100
13 1101
14 1110
15 1111

BITS, BYTES E PALAVRAS
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 Cada 0 ou 1 no sistema binário denomina-se bit (de binary digit - dígito binário).
 O bit é a unidade básica para armazenar dados na memória do computador: 0
significa desligado, 1 significa ligado.
 Os bits são reunidos em um grupo denominado byte (pronuncia-se “baite”).
 Atualmente, os computadores, em sua maioria, são projetados para utilizar bytes de
oito bits.
 Os fabricantes de computador expressam a capacidade da memória e de
armazenamento em termos do número de bytes que cada um contém.
 Uma palavra de computador é definida como o número de bits que a CPU processa
como uma unidade.

BITS, BYTES E PALAVRAS
Capacidades de armazenamento.
Essa tabela ao lado apresenta a
terminologia usada para especificar
capacidades de memória primária e
armazenamento secundário.
Termo Símbolo Número aproximado de bytes
Quilobyte K (ou KB) Um mil
Megabyte MB Um milhão
Gigabyte GB Um bilhão
Terabyte TB Um trilhão
Petabyte PB Um quatrilhão

O PRIMEIRO PROCESSADOR
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• Lançado em 15 de novembro de 1971 pela Intel.
• Desenvolvido por Federico Faggin, Ted Hoff e
Mazor Stanley.
• Foi um processador de 4 bits e 16 pinos que
operava em 740 KHz.
• Tinha 2.300 transístores em uma placa de apenas
10 mícrons.
• Se destacava mesmo por ser fabricado a partir
de uma única peça de silício, algo inédito até
então.
Intel 4004
Primeiro Transistor

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 Intel 386: Terceira Geração de Processadores.
 Criado em 1985.
 Primeiro processador com capacidade de executar
mais de uma aplicação ao mesmo tempo e também o
primeiro de 32 bits.
 Em 1989 surgiu o Intel 486. Possui mais um processador
matemático integrado.
 Em 1993 surgiu o famoso Intel Pentium.
A HISTÓRIA DOS PROCESSADORES

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 Intel Celeron: criado em 1998.
 É um chip mais econômico que consegue dar conta das
tarefas do dia-a-dia.
 A partir do Intel Celeron, foi possível criar novas linhas
de computadores e notebooks mais acessíveis.
 Fabricado com a tecnologia de 32 nanômetros.
 Em 2005 foi lançado o primeiro processador que
continha dois núcleos: Pentium Extreme Edition 840.
A HISTÓRIA DOS PROCESSADORES
O primeiro Intel Celeron

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 É a linha mais famosa de processadores da Intel.
 Criado em 2010 e baseado em gerações.
 Como descobrir o tipo do processador que você tem?
 Memória Cache: i3: 3 a 4MB, i5: 6MB e i7: 8MB.
 Outros detalhes: Turbo Boost, Hyper-Threading, CPU +
GPU integrada.
 Qual devo comprar?
INTEL I3, I5 E I7

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 Até 2003, apenas processadores 32-bits eram compatíveis com o Windows.
 Para processadores, os termos 32-bits e 64-bits referem-se ao tamanho de seu registro.
 Processadores de 32-bits conseguem guardar um total de 232 ou 24.294.967.295
endereços diferentes.
 Processadores de 32 bits só conseguem aproveitar, no máximo, 4GB de RAM.
 Se o seu processador é 64-bits, é melhor instalar um sistema operacional 64-bits.
 Um processador 64-bits suporta sistemas operacionais 32-bits (embora não funcione em
plena capacidade), mas processadores 32-bits não suportam sistemas operacionais 64-bits.
 Aplicativos 64-bits só funcionarão se o processador e o sistema operacional forem 64-bits
também.
 Não há problema em instalar aplicativos 32-bits em sistemas operacionais e
processadores 64-bits.
PROCESSADORES 32 X 64 BITS

UNIDADE CENTRAL DE PROCESSAMENTO
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• O computador executa seu principal trabalho em uma parte da máquina que não
podemos ver: um centro de controle que converte entrada de dados em saída de
informação.
• Esse centro de controle, denominado unidade central de processamento (CPU), é um
conjunto altamente amplo e complexo de circuitos eletrônicos que executam instruções
armazenadas de um programa.
• Todos os computadores, de pequeno e grande porte, devem ter pelo menos uma CPU.
• A CPU consiste em duas partes: a unidade de controle e a unidade lógica e aritmética.
• A CPU interage estreitamente com o armazenamento primário ou memória.
• A memória retém dados apenas por algum tempo, enquanto o programa estiver
trabalhando com ela.

UNIDADE CENTRAL DE PROCESSAMENTO
A unidade central de processamento
As duas partes da CPU são a unidade de
controle e a unidade lógica e aritmética. A
memória retém temporariamente dados e
instruções, enquanto o programa do qual
fazem parte está em execução. A CPU
interage estreitamente com a memória,
recorrendo a ela tanto para obter instruções
como dados.

A UNIDADE DE CONTROLE
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• A unidade de controle contém circuitos que usam sinais elétricos para coordenar
o computador inteiro para realizar ou executar instruções armazenadas de um
programa.
• Como um maestro de orquestra, a unidade de controle não executa instruções
de programa; ao contrário, ela comanda outras partes do sistema para isso.
• A unidade de controle deve comunicar-se tanto com a unidade lógica e
aritmética quanto com a memória.
• A Unidade de Controle (UC), em inglês: control unit (CU), é responsável por
gerar todos os sinais que controlam as operações no exterior do CPU, e ainda
por fornecer todas as instruções para o correto funcionamento interno do CPU.

A UNIDADE LÓGICA E ARITMÉTICA
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• A unidade lógica e aritmética (ULA), ou do inglês arithmetic/logic unit – ALU,
contém os circuitos eletrônicos que executam operações lógicas e aritméticas.
• A ALU realiza quatro tipos de operações ou cálculos matemáticos: adição,
subtração, multiplicação e divisão.
• Ela também executa operações lógicas ou comparações.
• As operações lógicas podem testar três condições: condição de igualdade,
condição menor que e condição maior que.
• Os símbolos que os programadores usam para informar ao computador que tipo
de comparação executar são chamados de operadores relacionais.

REGISTRADORES: ÁREAS DE ARMAZENAMENTO TEMP.
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• Registradores são áreas de armazenamento temporário de alta velocidade
que servem a propósitos especiais e destinam-se a instruções ou dados.
• Eles não fazem parte da memória; eles ficam dentro da própria CPU.
• Os registradores são coordenados pela unidade de controle de modo que
aceitem, guardem e transfiram instruções ou dados e façam comparações
aritméticas ou lógicas em alta velocidade.

CACHE
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• Cache (pronuncia-se “késh”) é uma área de armazenamento temporário projetada para
acelerar a transferência de dados dentro do computador.
• A memória cache, um tipo de memória muito rápido, é um bloco relativamente pequeno de
memória desenvolvido com o propósito específico de acelerar a transferência de dados e
instruções do software.
• Cache interna, incorporada ao processador, nível 1 (L1), mais rápida.
• Cache externa, incorporada ao processador, nível 2 (L2), mais barata e mais lenta.
• Chip externo, fora do processador, nível 3 (L3).

o CPU-Z: Obtenha dados e características sobre seu processador
http://www.techtudo.com.br/tudo-sobre/cpu-z.html
o AIDA64
http://www.aida64.com/downloads
o PCMARK
https://www.futuremark.com/benchmarks/pcmark
SOFTWARES

o A história dos processadores
http://www.tecmundo.com.br/historia/2157-a-historia-dos-processadores.htm
o Conheça os tipos de processadores existentes e saiba como instalar no PC
http://www.techtudo.com.br/dicas-e-tutoriais/noticia/2013/12/conheca-os-tipos-de-processadores-
existentes-e-saiba-como-instalar-no-pc.html
o Processadores - O dicionário de A a Z
http://www.tecmundo.com.br/processadores/12583-processadores-o-dicionario-de-a-a-z.htm
o Litografia: como é feito um processador [infográfico]
http://www.tecmundo.com.br/processadores/59510-litografia-feito-processador-infografico.htm
o Sites de benchmarking
https://www.cpubenchmark.net/common_cpus.html e https://novabench.com/parts/cpu
PÁGINAS NA INTERNET

o A História dos Processadores – Parte 1
http://olhardigital.uol.com.br/video/historia-dos-processadores/4370
o A História dos Processadores – Parte 2
http://olhardigital.uol.com.br/video/a-historia-dos-processadores-pentium-parte-ii/28779
o Conheça seu micro: processador
https://olhardigital.uol.com.br/video/conheca-seu-micro-processador/28309
o Você sabe o que é Overclock? Nós contamos pra você
https://olhardigital.uol.com.br/video/voce-sabe-o-que-e-overclock-nos-contamos-pra-voce/5796
VÍDEOS NA INTERNET

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
 CAPRON, H. L.; JOHNSON, J. A. Introdução à Informática. 8. ed. São Paulo: Prentice
Hall Brasil, 2004. 368 p.
 VELLOSO, F. Informática: conceitos básicos. 9. ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2014. 392 p.

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