- O documento discute as principais memórias e seus papéis em um computador, incluindo memória ROM, registradores, memória cache e memória principal (RAM).
- As memórias ROM armazenam informações de inicialização do sistema de forma permanente. A memória cache é usada para acelerar o acesso à memória principal. A memória principal (RAM) armazena temporariamente instruções e dados durante a execução de programas.
- O documento descreve os principais componentes de um computador, incluindo a Unidade Central de Processamento, Memória Principal e Dispositivos de Entrada e Saída.
- Detalha as funções da UCP, MP e E/S, além de explicar conceitos como hierarquia de memória, tipos de memória como ROM e registradores.
- Fornece detalhes sobre parâmetros como tempo de acesso, capacidade e custo para analisar as características de cada tipo de memória.
- O documento descreve os principais componentes de um computador e suas funções, incluindo a unidade central de processamento, memória principal e dispositivos de entrada e saída.
- A memória principal armazena programas e dados manipulados pelo computador para execução pela unidade central de processamento.
- Existe uma hierarquia de memória com diferentes níveis tendo características de tempo de acesso, capacidade e custo.
- O documento discute as funções dos principais componentes de memória em um computador, incluindo registradores, memória cache, memória principal e memória secundária. Ele explica como cada um desses componentes armazena e acessa dados de forma diferente com base em fatores como velocidade, capacidade e custo.
O documento discute conceitos de virtualização em sistemas operacionais, incluindo: (1) Máquinas virtuais e emuladores, (2) Tipos de máquinas virtuais e técnicas de virtualização, (3) Propriedades e benefícios da virtualização.
- O documento descreve os principais componentes de uma unidade central de processamento (UCP), incluindo a unidade lógica e aritmética (ULA), registradores, unidade de controle e relógio.
- Também discute o que é uma instrução de máquina, como elas são formatadas e como variam entre arquiteturas de conjunto de instruções complexas e reduzidas.
- Detalha os campos de código de operação e operando nas instruções e como eles armazenam informações sobre a operação a ser executada e os
O documento descreve as principais partes da memória principal de um computador, incluindo RAM, ROM, CPU, unidade de controle e unidade aritmética e lógica. Explica que a RAM armazena dados temporariamente enquanto são processados e a ROM armazena dados de forma permanente e apenas de leitura. A CPU controla o processamento e execução de programas através de sua unidade de controle e unidade aritmética e lógica.
Este documento descreve uma unidade curricular sobre a arquitetura interna de computadores. O objetivo é identificar os principais elementos de uma arquitetura de computador, como as unidades de execução e a estrutura da memória e do processador. Os tópicos incluem a organização de um computador, componentes, gestão da memória e do processador, e interfaces de periféricos.
O documento descreve os principais componentes de um sistema informático, incluindo a memória, unidade central de processamento, periféricos e arquitetura de Von Neumann. Discutem-se também os tipos de memória como ROM, RAM e memória secundária, além da estrutura e funcionamento da unidade de disco rígido e da unidade de disquete.
- O documento descreve os principais componentes de um computador, incluindo a Unidade Central de Processamento, Memória Principal e Dispositivos de Entrada e Saída.
- Detalha as funções da UCP, MP e E/S, além de explicar conceitos como hierarquia de memória, tipos de memória como ROM e registradores.
- Fornece detalhes sobre parâmetros como tempo de acesso, capacidade e custo para analisar as características de cada tipo de memória.
- O documento descreve os principais componentes de um computador e suas funções, incluindo a unidade central de processamento, memória principal e dispositivos de entrada e saída.
- A memória principal armazena programas e dados manipulados pelo computador para execução pela unidade central de processamento.
- Existe uma hierarquia de memória com diferentes níveis tendo características de tempo de acesso, capacidade e custo.
- O documento discute as funções dos principais componentes de memória em um computador, incluindo registradores, memória cache, memória principal e memória secundária. Ele explica como cada um desses componentes armazena e acessa dados de forma diferente com base em fatores como velocidade, capacidade e custo.
O documento discute conceitos de virtualização em sistemas operacionais, incluindo: (1) Máquinas virtuais e emuladores, (2) Tipos de máquinas virtuais e técnicas de virtualização, (3) Propriedades e benefícios da virtualização.
- O documento descreve os principais componentes de uma unidade central de processamento (UCP), incluindo a unidade lógica e aritmética (ULA), registradores, unidade de controle e relógio.
- Também discute o que é uma instrução de máquina, como elas são formatadas e como variam entre arquiteturas de conjunto de instruções complexas e reduzidas.
- Detalha os campos de código de operação e operando nas instruções e como eles armazenam informações sobre a operação a ser executada e os
O documento descreve as principais partes da memória principal de um computador, incluindo RAM, ROM, CPU, unidade de controle e unidade aritmética e lógica. Explica que a RAM armazena dados temporariamente enquanto são processados e a ROM armazena dados de forma permanente e apenas de leitura. A CPU controla o processamento e execução de programas através de sua unidade de controle e unidade aritmética e lógica.
Este documento descreve uma unidade curricular sobre a arquitetura interna de computadores. O objetivo é identificar os principais elementos de uma arquitetura de computador, como as unidades de execução e a estrutura da memória e do processador. Os tópicos incluem a organização de um computador, componentes, gestão da memória e do processador, e interfaces de periféricos.
O documento descreve os principais componentes de um sistema informático, incluindo a memória, unidade central de processamento, periféricos e arquitetura de Von Neumann. Discutem-se também os tipos de memória como ROM, RAM e memória secundária, além da estrutura e funcionamento da unidade de disco rígido e da unidade de disquete.
A aula 01 discute a estrutura dos micros do padrão PC, incluindo os componentes principais como o processador, memória, chipsets e barramentos. O documento também explica conceitos-chave como clock, reset e interrupções.
1) O documento discute técnicas de gerenciamento de memória em sistemas operacionais, incluindo alocação contígua, overlay, alocação particionada estática e dinâmica.
2) A alocação particionada estática divide a memória em partições fixas, enquanto a dinâmica permite que cada processo use apenas o espaço necessário, eliminando a fragmentação interna.
3) As técnicas buscam maximizar o uso da memória e manter o maior número possível de processos na memória principal.
- O documento discute os componentes de um computador e seus barramentos, incluindo definições de barramento, tipos de barramento, exemplos de barramentos comerciais como ISA, EISA, PCI e PCIe.
- É explicado que os barramentos conectam os componentes internos de um computador e permitem a comunicação entre a CPU, memória e dispositivos de entrada e saída.
- Os principais tipos de barramento discutidos são barramentos de memória, barramentos de E/S, barramentos síncronos
A gerência de memória tem a função de compartilhar a memória de forma segura e eficiente entre os processos. A memória é dividida em lógica e física, e a unidade de gerência de memória mapeia os endereços lógicos nos físicos. Há diferentes estratégias como partições fixas e variáveis, paginação e segmentação para alocar a memória de forma a evitar fragmentação.
O chipset determina o desempenho e limites do sistema, controlando a memória RAM e cache, processadores, barramentos e equipamentos suportados. Os principais componentes de um chipset incluem controladores de interrupção, DMA e timers, além de circuitos de clock e relógio em tempo real.
O documento discute os principais tipos de dispositivos de memória digitais, incluindo registradores, memória principal volátil de alta velocidade (RAM), memória secundária não-volátil de grande capacidade (ROM/EPROM), e as tecnologias associadas a cada um.
O documento discute os conceitos fundamentais de gerenciamento de memória em sistemas operacionais, incluindo alocação de memória, espaço de endereçamento lógico versus físico, alocação contígua, overlay, alocação particionada, fragmentação, mapeamento de bits e listas ligadas.
O documento descreve as principais características técnicas de processadores, incluindo: FSB, que é a comunicação entre o processador e a memória RAM através de um chipset; frequência do processador, que afeta sua capacidade de cálculos; e cache L1, L2 e L3, que armazenam arquivos frequentemente acessados para melhorar o desempenho. Também discute a arquitetura e o socket do processador, que determina a compatibilidade com placas-mãe.
O documento discute a gerência de memória em sistemas operacionais, incluindo as funções do gerenciador de memória, a hierarquia de memórias, e as técnicas de alocação de memória como alocação contígua simples, alocação particionada estática e dinâmica, e soluções para relocação e proteção.
Máquinas Multiníveis - Nível da MicroarquiteturaLincoln Lamas
Apresentação sobre Microarquitetura, desenvolvida por Lincoln, Lívia, Vinícius e Walter para a aula de Arquitetura e Organização de Computadores, Professor Bessa, Centro de Ensino Superior de Juiz de Fora.
O documento discute a arquitetura de microprocessadores, definindo a CPU como o cérebro do computador e descrevendo seus principais componentes, como a unidade aritmética e lógica e a unidade de controle. Também aborda a arquitetura de Von Neumann, memória cache e características como número de núcleos e frequências de relógio.
O documento discute os conceitos fundamentais de gerenciamento de memória em sistemas operacionais. Em três frases:
1) A memória precisa ser gerenciada de forma eficiente pelo sistema operacional para permitir a execução de vários processos simultaneamente na memória principal limitada.
2) Existem diferentes técnicas de alocação de memória como particionamento estático e dinâmico e algoritmos como first-fit e best-fit para alocar processos na memória de forma otimizada.
3) A memória virtual utiliza paginação para mapear
Este documento discute os conceitos fundamentais de gerenciamento de memória em sistemas operacionais. Ele descreve as principais funções de gerenciamento de memória, como alocação de memória, proteção de áreas de memória e compartilhamento de dados. O documento também explica diferentes estratégias de alocação de memória, como alocação contígua simples, particionada estática e dinâmica, abordando problemas como fragmentação interna e externa.
O capítulo descreve os principais conceitos de gerenciamento de memória em sistemas operacionais, incluindo gerenciamento básico de memória, multiprogramação com partições fixas, memória virtual com paginação, e tabelas de páginas para mapeamento de endereços virtuais para endereços físicos.
1) Um computador é uma máquina capaz de coletar, manipular e fornecer resultados de informações para objetivos; 2) Sistemas de processamento de dados coletam, armazenam, processam e recuperam dados eletronicamente para sistemas maiores de informação; 3) A CPU executa programas armazenados na memória RAM controlando as operações no computador.
O documento descreve o que é um microprocessador, sua história e tipos. Explica que um microprocessador é um circuito integrado que realiza funções de cálculo e tomada de decisão em um computador e é considerado o cérebro do computador. Também descreve a evolução dos microprocessadores desde 1970 até os dias atuais.
O documento descreve a organização e funcionamento de processadores. Resume que processadores possuem funções de processamento e controle, realizadas por componentes como UAL, registradores e unidade de controle. O documento também discute aspectos como tamanho da palavra, conjunto de instruções e tecnologia de fabricação de processadores.
- O documento descreve os principais componentes de um computador e suas funções, incluindo a unidade central de processamento, memória principal e dispositivos de entrada e saída.
- A memória principal armazena programas e dados manipulados pelo computador para execução pela unidade central de processamento.
- Existe uma hierarquia de memória com diferentes níveis tendo características de tempo de acesso, capacidade e custo.
O documento explica como obter expressões lógicas a partir de tabelas verdade de duas formas: analisando os casos onde a saída é verdadeira (mintermos) ou falsa (maxtermos). Quando a saída é verdadeira, soma-se os produtos lógicos das linhas com saída 1. Quando a saída é falsa, faz-se o produto das somas lógicas das linhas com saída 0.
- O documento discute a organização interna de um computador, descrevendo seus principais componentes: unidade central de processamento (UCP), memória e dispositivos de entrada e saída. Também aborda conceitos como bit, byte, palavra e classificação de sistemas de computação.
- A Unidade Central de Processamento (UCP) é o componente principal de um computador e é composta por três elementos principais: a Unidade Lógica e Aritmética (ULA), os registradores e a Unidade de Controle (UC). A ULA executa as operações, os registradores armazenam temporariamente dados e instruções, e a UC controla a execução das instruções.
O documento discute sistemas de numeração e aritmética computacional, incluindo representação de números binários, divisão binária, adição e subtração com sinal, complemento de dois e representação de números reais em ponto flutuante.
A aula 01 discute a estrutura dos micros do padrão PC, incluindo os componentes principais como o processador, memória, chipsets e barramentos. O documento também explica conceitos-chave como clock, reset e interrupções.
1) O documento discute técnicas de gerenciamento de memória em sistemas operacionais, incluindo alocação contígua, overlay, alocação particionada estática e dinâmica.
2) A alocação particionada estática divide a memória em partições fixas, enquanto a dinâmica permite que cada processo use apenas o espaço necessário, eliminando a fragmentação interna.
3) As técnicas buscam maximizar o uso da memória e manter o maior número possível de processos na memória principal.
- O documento discute os componentes de um computador e seus barramentos, incluindo definições de barramento, tipos de barramento, exemplos de barramentos comerciais como ISA, EISA, PCI e PCIe.
- É explicado que os barramentos conectam os componentes internos de um computador e permitem a comunicação entre a CPU, memória e dispositivos de entrada e saída.
- Os principais tipos de barramento discutidos são barramentos de memória, barramentos de E/S, barramentos síncronos
A gerência de memória tem a função de compartilhar a memória de forma segura e eficiente entre os processos. A memória é dividida em lógica e física, e a unidade de gerência de memória mapeia os endereços lógicos nos físicos. Há diferentes estratégias como partições fixas e variáveis, paginação e segmentação para alocar a memória de forma a evitar fragmentação.
O chipset determina o desempenho e limites do sistema, controlando a memória RAM e cache, processadores, barramentos e equipamentos suportados. Os principais componentes de um chipset incluem controladores de interrupção, DMA e timers, além de circuitos de clock e relógio em tempo real.
O documento discute os principais tipos de dispositivos de memória digitais, incluindo registradores, memória principal volátil de alta velocidade (RAM), memória secundária não-volátil de grande capacidade (ROM/EPROM), e as tecnologias associadas a cada um.
O documento discute os conceitos fundamentais de gerenciamento de memória em sistemas operacionais, incluindo alocação de memória, espaço de endereçamento lógico versus físico, alocação contígua, overlay, alocação particionada, fragmentação, mapeamento de bits e listas ligadas.
O documento descreve as principais características técnicas de processadores, incluindo: FSB, que é a comunicação entre o processador e a memória RAM através de um chipset; frequência do processador, que afeta sua capacidade de cálculos; e cache L1, L2 e L3, que armazenam arquivos frequentemente acessados para melhorar o desempenho. Também discute a arquitetura e o socket do processador, que determina a compatibilidade com placas-mãe.
O documento discute a gerência de memória em sistemas operacionais, incluindo as funções do gerenciador de memória, a hierarquia de memórias, e as técnicas de alocação de memória como alocação contígua simples, alocação particionada estática e dinâmica, e soluções para relocação e proteção.
Máquinas Multiníveis - Nível da MicroarquiteturaLincoln Lamas
Apresentação sobre Microarquitetura, desenvolvida por Lincoln, Lívia, Vinícius e Walter para a aula de Arquitetura e Organização de Computadores, Professor Bessa, Centro de Ensino Superior de Juiz de Fora.
O documento discute a arquitetura de microprocessadores, definindo a CPU como o cérebro do computador e descrevendo seus principais componentes, como a unidade aritmética e lógica e a unidade de controle. Também aborda a arquitetura de Von Neumann, memória cache e características como número de núcleos e frequências de relógio.
O documento discute os conceitos fundamentais de gerenciamento de memória em sistemas operacionais. Em três frases:
1) A memória precisa ser gerenciada de forma eficiente pelo sistema operacional para permitir a execução de vários processos simultaneamente na memória principal limitada.
2) Existem diferentes técnicas de alocação de memória como particionamento estático e dinâmico e algoritmos como first-fit e best-fit para alocar processos na memória de forma otimizada.
3) A memória virtual utiliza paginação para mapear
Este documento discute os conceitos fundamentais de gerenciamento de memória em sistemas operacionais. Ele descreve as principais funções de gerenciamento de memória, como alocação de memória, proteção de áreas de memória e compartilhamento de dados. O documento também explica diferentes estratégias de alocação de memória, como alocação contígua simples, particionada estática e dinâmica, abordando problemas como fragmentação interna e externa.
O capítulo descreve os principais conceitos de gerenciamento de memória em sistemas operacionais, incluindo gerenciamento básico de memória, multiprogramação com partições fixas, memória virtual com paginação, e tabelas de páginas para mapeamento de endereços virtuais para endereços físicos.
1) Um computador é uma máquina capaz de coletar, manipular e fornecer resultados de informações para objetivos; 2) Sistemas de processamento de dados coletam, armazenam, processam e recuperam dados eletronicamente para sistemas maiores de informação; 3) A CPU executa programas armazenados na memória RAM controlando as operações no computador.
O documento descreve o que é um microprocessador, sua história e tipos. Explica que um microprocessador é um circuito integrado que realiza funções de cálculo e tomada de decisão em um computador e é considerado o cérebro do computador. Também descreve a evolução dos microprocessadores desde 1970 até os dias atuais.
O documento descreve a organização e funcionamento de processadores. Resume que processadores possuem funções de processamento e controle, realizadas por componentes como UAL, registradores e unidade de controle. O documento também discute aspectos como tamanho da palavra, conjunto de instruções e tecnologia de fabricação de processadores.
- O documento descreve os principais componentes de um computador e suas funções, incluindo a unidade central de processamento, memória principal e dispositivos de entrada e saída.
- A memória principal armazena programas e dados manipulados pelo computador para execução pela unidade central de processamento.
- Existe uma hierarquia de memória com diferentes níveis tendo características de tempo de acesso, capacidade e custo.
O documento explica como obter expressões lógicas a partir de tabelas verdade de duas formas: analisando os casos onde a saída é verdadeira (mintermos) ou falsa (maxtermos). Quando a saída é verdadeira, soma-se os produtos lógicos das linhas com saída 1. Quando a saída é falsa, faz-se o produto das somas lógicas das linhas com saída 0.
- O documento discute a organização interna de um computador, descrevendo seus principais componentes: unidade central de processamento (UCP), memória e dispositivos de entrada e saída. Também aborda conceitos como bit, byte, palavra e classificação de sistemas de computação.
- A Unidade Central de Processamento (UCP) é o componente principal de um computador e é composta por três elementos principais: a Unidade Lógica e Aritmética (ULA), os registradores e a Unidade de Controle (UC). A ULA executa as operações, os registradores armazenam temporariamente dados e instruções, e a UC controla a execução das instruções.
O documento discute sistemas de numeração e aritmética computacional, incluindo representação de números binários, divisão binária, adição e subtração com sinal, complemento de dois e representação de números reais em ponto flutuante.
O documento discute conceitos de virtualização, incluindo: (1) Máquinas virtuais e emuladores; (2) Tipos de máquinas virtuais e técnicas de virtualização como virtualização total e paravirtualização; (3) Propriedades e benefícios da virtualização, como isolamento, gerenciabilidade e compatibilidade de software.
- O documento descreve os principais componentes de um computador, incluindo a Unidade Central de Processamento, Memória Principal e Dispositivos de Entrada e Saída.
- Detalha as funções da UCP, MP e E/S, além de explicar conceitos como hierarquia de memória, tipos de memória como ROM e registradores.
- Fornece detalhes sobre parâmetros como tempo de acesso, capacidade e custo para analisar as características de cada tipo de memória.
- O documento discute as funções dos principais componentes de memória em um computador, incluindo registradores, memória cache, memória principal e memória secundária. Ele explica como cada um desses componentes armazena e acessa dados de forma diferente, afetando seu desempenho e capacidade.
O documento discute conceitos de lógica digital, incluindo obtenção de expressões lógicas a partir de tabelas verdade, álgebra booleana e exemplos de circuitos lógicos. Explica como obter expressões quando a saída for verdadeira ou falsa e apresenta regras básicas da álgebra booleana e exercícios sobre circuitos lógicos.
O documento apresenta uma série de 15 exercícios sobre lógica digital e circuitos lógicos. Os exercícios abordam tópicos como expressões lógicas, tabelas-verdade, diagramas com portas lógicas e circuitos lógicos para representar diferentes situações.
- O documento discute conceitos básicos de lógica digital, incluindo portas lógicas, operações lógicas, expressões lógicas e álgebra booleana. É apresentada a conceituação de sistemas binários e lógica digital, assim como as principais portas lógicas como AND, OR, NOT, NAND e NOR. Também são explicados cálculo de expressões lógicas e regras da álgebra booleana para simplificação de circuitos.
- O documento discute sistemas de numeração e aritmética computacional, incluindo operações como adição, subtração, multiplicação e divisão em bases binárias, octais e hexadecimais. Ele explica como esses cálculos são realizados considerando os diferentes algarismos disponíveis em cada base numérica.
O documento descreve o software Digital Works, um simulador gráfico de circuitos digitais que permite construir e analisar o comportamento de circuitos. O simulador possui ferramentas para criar novos componentes a partir de circuitos definidos pelo usuário e simular o funcionamento de circuitos, incluindo um exemplo de circuito de controle de limpador de para-brisas.
- O documento discute a representação de números reais no computador usando ponto flutuante, onde os números são representados por sinal, mantissa e expoente;
- A base da representação é implícita, não expressa, e depende da arquitetura do computador;
- O número de bits alocados para a mantissa determina a precisão, enquanto o número de bits para o expoente determina o alcance dos números representáveis.
O documento discute sistemas de numeração e aritmética computacional, especificamente complemento de 1 e complemento de 2. Complemento de 1 é obtido pela negação de todos os bits de um número binário. Complemento de 2 representa números positivos diretamente e negativos como o complemento e mais um da representação binária invertida. Isso permite representar valores negativos de forma única usando a mesma regra de soma para positivos e negativos.
- O documento discute a arquitetura e organização de computadores, abordando conceitos, a máquina de Von Neumann e a evolução histórica dos dispositivos de computação, desde os mecânicos até os atuais circuitos integrados.
- A evolução histórica inclui as primeiras gerações de computadores a válvula e transistorizados, além das gerações subsequentes baseadas em circuitos integrados que levaram aos computadores pessoais modernos.
- Conceitos-chave incluem dados, informações, sistemas de computação
O documento discute sistemas de numeração e aritmética computacional, incluindo representação de números binários, complemento de dois, pontos flutuantes e representação normalizada de números reais.
- Discute sistemas de numeração posicionais e não-posicionais, com foco nos sistemas binário, octal, decimal e hexadecimal usados em computadores
- Explica conversões entre bases numéricas, incluindo métodos para converter decimal para outras bases e vice-versa
Cabeamento 5 componentes do cabeamento estruturadoPaulo Fonseca
O documento discute os principais aspectos relacionados à transmissão de sinais em sistemas de telecomunicações, abordando tópicos como atenuação, atraso de propagação, ruídos e reflexão. Explica como esses fenômenos podem afetar a qualidade da transmissão e limitar o desempenho das redes.
O documento descreve as principais funções dos componentes de memória em um computador, incluindo ROM, RAM, registradores e cache. A memória ROM armazena dados de forma permanente e inclui o BIOS. A memória cache melhora o desempenho ao armazenar temporariamente dados frequentemente usados da memória principal.
O documento discute os conceitos fundamentais da memória do computador, incluindo: 1) Bits armazenam informações como 0s e 1s na memória; 2) A memória armazena instruções de programas, dados e resultados; 3) Unidades como bytes e palavras organizam a memória;
O documento discute os fundamentos da tecnologia da informação, incluindo hardware, software e usuários. Ele explica os componentes centrais de um computador como a placa-mãe, CPU, memória e periféricos, e como eles trabalham juntos para processar e armazenar dados.
O documento discute a arquitetura de computadores, incluindo: (1) A CPU é responsável por processar informações armazenadas na memória RAM e ROM; (2) A memória RAM armazena temporariamente dados e instruções para processamento, enquanto a ROM armazena dados de forma permanente; (3) Unidades de armazenamento secundário como discos rígidos armazenam dados de forma permanente após o desligamento.
O documento descreve os principais componentes de um computador, incluindo a placa-mãe, processador, memória RAM e ROM. A placa-mãe conecta todos os dispositivos e possui controladoras integradas. O processador executa os dados. A memória RAM armazena dados temporários e a ROM armazena códigos básicos de inicialização.
Introdução a Computação - Unidade 5.pptxRildo Reis
O documento descreve a arquitetura de computadores, incluindo os principais componentes de hardware como a unidade central de processamento, memória e dispositivos de armazenamento, bem como sua interação com o software.
O documento fornece uma introdução sobre arquitetura e tecnologia de computadores. Discute a CPU como a unidade central de processamento, incluindo sua estrutura, funcionamento e tipos de processadores atuais da Intel e AMD.
1. O documento discute a avaliação do desempenho de componentes de computadores como CPU, memória, disco e placa gráfica utilizando ferramentas de benchmarking.
2. Serão comparados seis computadores usando softwares como Sandra, Dr. Hardware e 3DMark06 para analisar o desempenho de cada componente individualmente.
3. O objetivo é definir qual o melhor tipo de computador para determinadas aplicações e qual tem melhor desempenho globalmente.
O documento apresenta conceitos básicos de hardware e software, definindo hardware como os componentes físicos do computador e software como os programas. Também descreve os principais elementos do hardware, incluindo entrada e saída, CPU, placa-mãe, HD e memória.
O documento descreve a organização básica de computadores, incluindo os componentes de um sistema computacional (processador, memória e dispositivos de entrada/saída), as operações de memória (leitura e escrita), os tipos de memória (RAM, ROM) e a hierarquia de memória com diferentes níveis de velocidade e capacidade (registradores, cache, memória principal, secundária).
O documento descreve a organização básica de computadores, incluindo os componentes de um sistema computacional (processador, memória e dispositivos de entrada/saída), as operações de memória (leitura e escrita), os tipos de memória (RAM, ROM) e a hierarquia de memória com diferentes níveis de velocidade e capacidade (registradores, cache, memória principal, secundária).
Algoritmos e Logica de programação - #Aula 02 - Organização do ComputadorErick L. F.
Fala Pessoal tudo bem?
Hoje vamos iniciar o curso de algoritmos aqui no canal, vamos abordar a lógica de programação do básico ao avançado nesse curso, isso vai ajudar você na programação de sistemas web e sistemas desktop como também na programação de jogos digitais, essa disciplina é obrigatória nas faculdades de tecnologia e você vai encontrar em diversos cursos como Análise de Sistemas, Engenharia de Software, Ciencia da Computação, Desenvolvimento de Jogos Digitais entre outras áreas.
Nessa aula, vamos falar sobre a organização de um computador, a unidade de entrada, unidade de saida, Unidade central de processamento, unidade logica e aritmetica, registradores, unidade de controle, memoria principal, RAM, Rom, Memoria Secundaria.
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Referencia:
MANZANO, Jose Augusto N.G. OLIVEIRA. Jayr Figueiredo de. Algoritmos: Lógica para Desenvolvimento de Programação de Computadores. São Paulo: 2010, Editora Erica. 320 p.
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O documento descreve os principais componentes de um computador, incluindo hardware como placa-mãe, CPU, memória RAM e HD, e software como sistema operacional e programas. Ele explica como esses componentes trabalham juntos para executar instruções de programas armazenados na memória RAM pela CPU.
O documento apresenta uma introdução sobre a organização geral de um computador, descrevendo seus principais componentes hardware, como a CPU, memória central e periféricos de entrada e saída. Também explica os tipos de memória utilizados, como RAM, ROM e a hierarquia entre eles.
1) Existem diferentes tipos de memória em computadores, incluindo memória primária (RAM e ROM) e secundária (discos e drives);
2) A memória RAM armazena temporariamente dados e programas enquanto o computador está ligado, enquanto a ROM contém instruções fixas de inicialização;
3) Existem diferentes formatos de módulos de memória RAM como SIMM, DIMM, SO-DIMM, que variam em tamanho e velocidade.
O documento discute os fundamentos da tecnologia da informação, incluindo a diferença entre hardware e software, as principais partes de um computador como a CPU e memória, e periféricos como dispositivos de entrada, saída e armazenamento.
O documento descreve os principais componentes e conceitos de sistemas operacionais, incluindo inicialização, gerenciamento de processos, memória, arquivos e dispositivos de entrada e saída.
Processadores de computador - redes e sistemas.pptxp2playeducation
O documento descreve os principais componentes de um processador, incluindo que é responsável por executar tarefas e processar dados, é composto por unidades de controle e lógica/aritmética e registradores, e se comunica com outros componentes através de barramentos como PCI, AGP e PCIe.
A memória é todo componente capaz de armazenar informações em um computador. Existem diferentes tipos de memória como a memória RAM volátil que armazena informações temporariamente e a memória ROM não volátil que armazena informações permanentemente. A memória RAM é usada para executar programas e a memória auxiliar como o disco rígido armazena dados de forma não volátil.
O documento discute os principais conceitos e implementações de sistemas de arquivos. Aborda tópicos como arquivos, diretórios, métodos de acesso, gerenciamento de espaço em disco e alocação de espaço. Explica como os sistemas de arquivos organizam e fornecem acesso aos dados armazenados de forma permanente nos dispositivos de armazenamento.
- O documento discute os conceitos fundamentais de álgebra booleana e circuitos lógicos, incluindo regras básicas de álgebra booleana e como circuitos lógicos são implementados fisicamente em circuitos integrados.
O documento discute os conceitos fundamentais de lógica digital, incluindo: 1) portas lógicas como AND, OR e NOT e suas tabelas verdade; 2) expressões lógicas e como calcular seus valores; 3) álgebra booleana e suas regras básicas para simplificar expressões. O documento também explica como circuitos integrados implementam portas lógicas fisicamente.
O documento apresenta uma série de 15 exercícios sobre lógica digital e circuitos lógicos. Os exercícios abordam tópicos como expressões lógicas, tabelas-verdade, diagramas com portas lógicas e circuitos lógicos para representar diferentes situações.
- O documento discute a representação de números reais no computador usando ponto flutuante, onde os números são representados por sinal, mantissa e expoente;
- A base da representação é implícita, geralmente binária, e o número de bits para sinal, mantissa e expoente definem a precisão e faixa de valores representáveis;
- Quanto mais bits para o expoente, maior a faixa de valores, e quanto mais bits para a mantissa, maior a precisão da representação.
- Discute sistemas de numeração posicionais e não-posicionais, com foco nos sistemas binário, octal, decimal e hexadecimal usados em computadores
- Explica conversões entre bases numéricas, incluindo métodos para converter decimal para outras bases e vice-versa
O documento descreve os principais componentes de um computador e suas funções, incluindo barramentos, interfaces e tipos de barramentos. Os barramentos fornecem comunicação entre dispositivos através de sinais como dados, endereços e controle. Vários padrões de barramento foram desenvolvidos ao longo do tempo, como ISA, EISA, PCI e PCIe. Interfaces externas como serial e USB permitem a conexão de periféricos.
O documento discute processos e threads em sistemas operacionais, incluindo: (1) o que é um processo e como é representado no sistema, (2) os diferentes tipos e estados de processos, e (3) como o escalonador do sistema operacional agenda qual processo receberá tempo de CPU.
O documento discute os conceitos de concorrência em sistemas operacionais, incluindo: (1) A possibilidade de o processador executar instruções em paralelo com operações de E/S permite que diversas tarefas sejam executadas concorrentemente; (2) Interrupções por hardware ou software são os eventos que permitem a concorrência através da troca de contexto entre tarefas; (3) Diferentes técnicas de E/S como buffering, spooling e DMA melhoram a concorrência e eficiência do sistema.
Apostila 2 conceitos de hardware e softwarePaulo Fonseca
[1] O documento descreve conceitos básicos de hardware e software, incluindo componentes de hardware como processador, memória e dispositivos de entrada e saída, além de conceitos de software como tradutor, interpretador e sistema operacional. [2] Também discute arquiteturas de sistemas, memória cache e principal, barramentos, linguagem de máquina e as arquiteturas RISC e CISC. [3] O documento fornece informações gerais sobre esses tópicos fundamentais de sistemas operacionais e arquitetura de
Cabeamento 3 limitação de sinais nos meios de transmissãoPaulo Fonseca
O documento discute as limitações dos sinais nos meios de transmissão de telecomunicações, abordando conceitos como atenuação, atraso de propagação, dispersão do sinal, ruídos e reflexão. É explicado como esses fenômenos podem causar distorções nos sinais elétricos e ópticos ao longo do caminho entre o transmissor e o receptor.
Cabeamento 2 visão geral do cabeamento estuturadoPaulo Fonseca
O documento fornece uma visão geral do cabeamento estruturado, descrevendo suas principais seções como a distribuição horizontal, vertical e de área de trabalho. Também define os elementos funcionais de um cabeamento estruturado como os distribuidores de entrada, campus e piso, além dos subsistemas de backbone de campus e edifício e cabeamento horizontal.
O documento discute os conceitos fundamentais de cabeamento estruturado, incluindo normas e padrões, categorias de cabeamento, componentes, banda passante e velocidade de transmissão. O objetivo é fornecer uma infraestrutura flexível e de longa duração para redes de telecomunicações em edifícios.
O documento discute os diferentes meios de transmissão metálicos utilizados em cabeamento estruturado, incluindo par trançado não blindado (UTP), par trançado blindado (FTP) e par trançado com blindagem individual e coletiva (STP). Ele também descreve as grandezas secundárias desses meios como velocidade de propagação, impedância característica e atenuação, além de detalhar as características do UTP, o meio mais utilizado.
3. ArquiteturaeorganizaçãodeComputadores
Funções de cada Componente de um Computador 3
Funções de cada Componente de
um Computador - Memória
Memórias ROM
• Esse tipo de memória está presente em todos os
computadores modernos e em grande parte de outros
dispositivos eletrônicos presentes em casas e escritórios de
hoje em dia.
• É uma memória que não se perde quando a energia é cortada,
ou seja, é uma memória não-volátil.
• Contém programas de ajustes ou de inicialização de algum
circuito.
• Por exemplo, a memória ROM dos computadores possui um
programa chamado BIOS (Basic Input Output System -
Sistema Básico de Entradas e Saídas).
• Esse programa é ativado assim que o computador é ligado,
durante um processo conhecido como BOOT (Operações
Iniciais de Testes).
• Serve para verificar o funcionamento básico dos principais
componentes do sistema tais como: CPU, memória RAM,
Subsistema de Vídeo, Teclado e Discos rígidos.
4. ArquiteturaeorganizaçãodeComputadores
Funções de cada Componente de um Computador 4
Funções de cada Componente de
um Computador - Memória
Memórias ROM
• A memória ROM clássica não pode ser alterada ou
apagada. Mas existem algumas variações desse tipo de
memória que podem ser alteradas, isso vai depender do
tipo de Circuito Integrado usado na fabricação desta ROM.
• Dessa forma, existem as classificações de ROM:
– PROM (Programmable Read Only Memory) ROM programável. Este
chip vem de fábrica sem nenhuma gravação. Através de um periférico
especial chamado “gravador de PROM”, podemos gravar um software
nele e então transformá-lo em ROM, já que neste circuito o processo
de apagamento não é permitido. Uma vez programada (em fábrica ou
não), não pode mais ser alterada.
– EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory) ROM apagável
e programável. Esse tipo de memória ROM pode ser gravada como a
anterior, porém se for necessário, existe uma pequena janela de
acrílico coberta por uma etiqueta metálica, que pode ser removida e
na janela ser incidida luz ultravioleta. Isso provoca o apagamento da
EPROM, tornando-a novamente pronta para ser gravada.
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Funções de cada Componente de um Computador 5
Funções de cada Componente de
um Computador - Memória
Memórias ROM
• EEPROM (ou E2PROM Electrically Erasable Programmable
Read Only Memory) Também chamada EAROM (Electrically
Alterable ROM).
• ROM apagável e programável eletronicamente. É mais cara e
é geralmente utilizada em dispositivos aos quais se deseja
permitir a alteração, via modem, possibilitando a carga de
novas versões de programas à distância ou então para
possibilitar a reprogramação dinâmica de funções específicas
de um determinado programa, geralmente relativo ao
hardware (p.ex., a reconfiguração de teclado ou de modem,
programação de um terminal, etc).
• Esse tipo de ROM pode ser atualizado por software.
• É o tipo mais prático e também o mais perigoso, pois a
praticidade de atualização pelo sistema operacional também
implica risco de gravação de vírus e outros programas intrusos
que possam estar no computador que acessa esse tipo de
memória.
7. ArquiteturaeorganizaçãodeComputadores
Funções de cada Componente de um Computador 7
Funções de cada Componente de
um Computador - Memória
Registradores
• São dispositivos de armazenamento temporário,
localizados na UCP, extremamente rápidos, com
capacidade para apenas um dado (uma palavra).
• Devido a sua tecnologia de construção e por estar
localizado como parte da própria pastilha ("chip") da UCP,
é muito caro.
• O conceito de registrador surgiu da necessidade da UCP de
armazenar temporariamente dados intermediários durante
um processamento.
• Por exemplo, quando um dado resultado de operação
precisa ser armazenado até que o resultado de uma busca
da memória esteja disponível para com ele realizar uma
nova operação.
8. ArquiteturaeorganizaçãodeComputadores
Funções de cada Componente de um Computador 8
Funções de cada Componente de
um Computador - Memória
Registradores
• Analisando os diversos parâmetros que caracterizam as memórias,
temos:
• Tempo de acesso: possuem o menor tempo de acesso a memória
do sistema, algo em torno de 10 a 20 nanossegundos, dependendo
de tratar-se da UCP de um supercomputador ou de um
microprocessador mais lento.
• Capacidade: são fabricadas com a capacidade de armazenar um
único dado, umas únicas instruções ou até um único endereço. Desta
forma, a quantidade de bits de cada um é de uns poucos bits (de 8 a
64), dependendo do tipo de processador.
• Volatilidade: são memórias semicondutoras, portanto, necessitam
de energia elétrica para funcionarem.
• Temporariedade: os registradores são memórias auxiliares internas
à UCP e, portanto, tendem a guardar informações o mais
temporariamente possível.
• Custo: devido à tecnologia mais avançada de sua fabricação, os
registradores são os dispositivos de memória de maior custo.
9. ArquiteturaeorganizaçãodeComputadores
Funções de cada Componente de um Computador 9
Funções de cada Componente de
um Computador - Memória
Memória Cache
• Com o desenvolvimento da tecnologia de construção da
UCP, as velocidades foram ficando muito mais altas que as
das memórias, que não tiveram a mesma evolução de
velocidade (o aperfeiçoamento das memórias se deu mais
no fator capacidade).
• Desta forma, os tempos de acesso às memórias foram
ficando insatisfatórios e a UCP ao buscar um dado na
memória precisa ficar esperando muitos ciclos até que a
memória retorne o dado buscado ("wait states"),
configurando um gargalo ("bottleneck") no desempenho do
sistema.
• Por esse motivo, desenvolveram-se outras arquiteturas de
memória privilegiando a velocidade de acesso.
10. ArquiteturaeorganizaçãodeComputadores
Funções de cada Componente de um Computador 10
Funções de cada Componente de
um Computador - Memória
Memória Cache
• A arquitetura da memória cache é muito diferente da
arquitetura da memória principal e o acesso a ela é muitas
vezes mais rápido (p.ex: 5 ns contra 70 ns).
• No entanto, o custo de fabricação da memória cache é
muito maior que o da MP.
• Desta forma, não é econômico construir um computador
somente com tecnologia de memória cache.
• Criou-se então um artifício, incorporando-se ao
computador uma pequena porção de memória cache,
localizada entre a UCP e a MP, e que funciona como um
espelho de parte da MP.
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Funções de cada Componente de um Computador 11
Funções de cada Componente de
um Computador - Memória
Memória Cache
• A memória cache opera em função de um princípio estatístico
comprovado: em geral, os programas tendem a referenciar
várias vezes pequenos trechos de programas, como loops,
sub-rotinas, funções e só tem sentido porque programas
executados linearmente, seqüencialmente, são raros.
• Desta forma, algoritmos (chamados algoritmos de cache)
podem controlar qual parte do código ficará copiado na cache,
a cada momento.
• Quando a MP busca um determinado trecho de código e o
encontra na cache, dá-se um "cache hit”, enquanto se o dado
não estiver presente na cache será necessário requisitar o
mesmo à MP, acarretando atraso no processamento e dá-se
um "cache miss" ou "cache fault".
• O índice de cache hit ou taxa de acerto da cache é geralmente
acima de 90%.
12. ArquiteturaeorganizaçãodeComputadores
Funções de cada Componente de um Computador 12
Funções de cada Componente de
um Computador - Memória
Memória Cache
• Características:
•
• Tempo de acesso: tendo em vista que a UCP acessa
primeiro a memória cache, para buscar a informação
requerida, possuem tempo de acesso entre 5 e 25 ns.
• Capacidade: os valores típicos de memória cache oscilam
entre 512 K a 2 M em máquinas de grande porte e em
máquinas tipo microcomputador de 512 K a 1 M.
• Volatilidade: são dispositivos constituídos de circuitos
eletrônicos, logo requerem energia elétrica para seu
funcionamento.
• Temporariedade: devido a seu tamanho não ser grande e
ser utilizada por todos os programas em execução, há a
necessidade de alteração periódica da informação armazenada
para permitir entrada de novas informações.
• Custo: o custo de fabricação das memórias cache é alto.
13. ArquiteturaeorganizaçãodeComputadores
Funções de cada Componente de um Computador 13
Funções de cada Componente de
um Computador - Memória
Memória Cache
• Como a CACHE é vantajosa em termos de velocidade de acesso, um
pouco dela é inserido no sistema, seja na placa-mãe e, em alguns casos,
até mesmo dentro da pastilha do microprocessador.
• Existem dois níveis de cache dentro de um computador.
• O nível L1 fica dentro do processador e encarrega-se de agilizar a
execução do microcódigo, que é um programa que fica executando dentro
da UCP, fazendo-a reconhecer as instruções dos programas que usamos.
• O outro nível de cache é conhecido por L2. Pode vir dentro da pastilha do
microprocessador e ser complementado por mais alguns circuitos
integrados da placa-mãe. A função deste tipo de cache é tornar mais
rápido o resgate e a gravação de informações de programas do usuário
na memória RAM.
• Mas não se pode inserir memória cache em quantidade aleatória para
ganhar desempenho. Existe um limite prático para cada arquitetura. Hoje
se tem 1 ou 2 gigabytes de RAM e usa-se normalmente 1 megabyte de
cache. Estudos mostram que não adianta fazer a cache tão grande, pois o
ganho de desempenho torna-se imperceptível com o aumento desse tipo
de memória.
• No padrão atual, estima-se que mais que 1MB de cache seria desperdício
de dinheiro e de memória.
14. ArquiteturaeorganizaçãodeComputadores
Funções de cada Componente de um Computador 14
Funções de cada Componente de
um Computador - Memória
Políticas de Substituição
• Quando a cache está cheia e precisa ter seus dados substituídos uma
atitude deve ser tomada: escolher quem sai da cache e quem
permanece. Nesse momento faz-se necessário usar um dos métodos
de substituição de páginas da cache:
• Random : A substituição é feita sem critério de seleção definido. Os
blocos são escolhidos aleatoriamente. Isso pode levar a sérios
problemas de desempenho, pois a vítima escolhida pode ser aquele
dado crucial para o funcionamento do programa.
• LRU (Least Recently Used): Menor taxa de faltas - substitui aquele
bloco que tem estado na cache por mais tempo sem ser usado pelo
programa.
• FIFO(First in First out): Substitui aquele bloco no conjunto que
tem estado na cache por mais tempo. É o critério de fila estudado em
Estruturas de Dados. Porém esse método pode não ser o mais justo,
tendo em vista que o dado pode estar há muito tempo na cache e ser
também aquele mais acessado pelo programa.
• LFU(Least Frequently Used): Substitui aquele bloco dentro do
conjunto que tem sido menos referenciado na cache. LFU pode ser
implementado associando-se um contador a cada slot da cache. Além
de ser um dos métodos mais justos de substituição, juntamente com
o LRU.
15. ArquiteturaeorganizaçãodeComputadores
Funções de cada Componente de um Computador 15
Funções de cada Componente de
um Computador - Memória
Como a cache trata as escritas
• Quando a UCP busca um dado na cache e altera-o uma atitude deve ser tomada
para garantir que este dado novo seja escrito em RAM, mas escrever na RAM pode
degradar o desempenho do sistema. Portanto os sistemas deixam duas opções de
configuração de escrita de cache. Normalmente essas opções estão disponíveis no
programa da BIOS de seu PC, conhecido como SETUP. Eis as opções com os
respectivos efeitos:
•
• Write through - Essa técnica faz com que toda operação de escrita na memória
principal seja feita também na cache, assegurando que os dados na memória
principal são sempre válidos. A principal desvantagem desse método é o acréscimo
no tráfego de memória que pode gerar engarrafamento, além de degradar o
desempenho geral do sistema.
•
• Write back - Essa técnica reduz escrita na memória. Atualizações ocorrem apenas
na cache. Quando uma atualização ocorre, um bit UPDATE associado com o slot de
memória é ligado. Quando um bloco é substituído, e este bit está ligado, o conteúdo
da cache é gravado de volta na memória principal. O problema é que com a escrita
de volta (“write back”) na memória principal, parte da memória principal continuará
desatualizada até que haja uma nova atualização da cache. Isso pode complicar
operações de entrada e saída que sejam feitas diretamente na RAM, conhecidas
como operações de DMA (Acesso Direto a Memória).
16. ArquiteturaeorganizaçãodeComputadores
Funções de cada Componente de um Computador 16
Funções de cada Componente de
um Computador - Memória
Memória Principal ou RAM
• Uma das principais características definidas no projeto de arquitetura
do sistema de Von Neumann, o qual se constitui na primeira geração
de computadores, consistia no fato de ser uma máquina “de
programa armazenado”.
• O fato de as instruções, uma após a outra, poderem ser
imediatamente acessadas pela UCP é o que garante o automatismo
do sistema e aumenta a velocidade de execução dos programas.
• Tempo de acesso: possuem tempo de acesso entre 50 ns e 150 ns.
• Capacidade: os valores típicos para microcomputadores, estão na
faixa de 1 a 4 GB.
• Volatilidade: sendo construído com semicondutores e circuitos
eletrônicos correlatos, este tipo de memória também é volátil.
• Temporalidade: para que um programa seja executado é
necessário que ele seja armazenado na memória principal.
Atualmente esta afirmação é parcialmente verdadeira, visto que não
é mais necessário que o programa completo esteja na MP, e sim
armazenada, apenas, a instrução que será acessada pela UCP. No
entanto, a transitoriedade com que as informações permanecem
armazenadas na MP é, em geral, mais duradoura que na memória
cache e registradores.
17. ArquiteturaeorganizaçãodeComputadores
Funções de cada Componente de um Computador 17
Funções de cada Componente de
um Computador - Memória
Memória Secundária
• Memórias secundárias resolvem problemas de armazenamento de grandes
quantidades de informações.
• A capacidade da MP é limitada pelo seu relativamente alto custo, enquanto as
memórias secundárias têm maior capacidade e menor custo; portanto, o custo por
bit armazenado é muito menor.
• Outra vantagem importante é que as memórias secundárias não são VOLÁTEIS, isto
é, não dependem de estar energizadas para manter gravado seu conteúdo.
• Os principais dispositivos de memória auxiliar são: discos rígidos (ou HD),
pendrives, unidades de fita, CD-ROM, DVD, unidades ótico-magnéticas, etc.
• Tempo de acesso: os valores típicos para disco rígidos são na faixa de 10 a 40 ms.
Discos do tipo CD-ROM trabalham com tempos de acesso ainda maiores, na faixa de
200 a 500 ms, enquanto as fitas magnéticas são ainda mais lentas, podendo ler um
arquivo em tempos da ordem de segundos.
• Capacidade: uma das características que coloca a memória secundária na base da
pirâmide é justamente sua grande capacidade de armazenamento. Discos rígidos de
microcomputadores podem, atualmente, ser encontrados com capacidade de 300,
500 Gbytes, 1 TB, etc. Pendrives têm capacidades a partir de 4 Gbytes. Os CD-ROM
têm capacidade de 650 Mbytes. Os DVD podem atingir até 50GB de capacidade
dependendo do tipo de gravação utilizada.
• Volatilidade: as informações não desaparecem com a falta de energia elétrica,
logo não são voláteis.
• Temporariedade: têm caráter permanente, ou pelo menos, de longo período de
armazenagem.
18. ArquiteturaeorganizaçãodeComputadores
Funções de cada Componente de um Computador 18
Funções de cada Componente de um
Computador - MEMÓRIA PRINCIPAL
Memória Principal
• Essa é a memória considerada principal em qualquer sistema de
computação.
• De tão importante, chega a tornar algumas arquiteturas
incompatíveis entre si.
• Devido à forma de organização de memória, alguns computadores
lêem o byte a partir do bit de mais alta ordem, outros lêem a partir
do bit de mais baixa ordem.
• Isso significa, na prática, como se um sistema lesse o byte da
esquerda para a direita e o outro pelo caminho inverso, o que torna
claro que esses dois tipos de sistemas não conseguem se entender.
• A memória RAM do computador também é conhecida como RAM
Dinâmica, pois seu funcionamento é baseado em flip-flops, que
precisam de realimentação constante. Essa necessidade desse tipo
de circuito dá a característica dinâmica desse tipo de memória.
• Nos sistemas atuais também é comum haver uma via de acesso
privativa entre a UCP e a RAM, conhecida como barramento de
memória ou barramento local.
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Funções de cada Componente de um Computador 19
Funções de cada Componente de um
Computador - MEMÓRIA PRINCIPAL
Estrutura da Memória Principal – Células
e Endereços
• Se uma memória tem n células o sistema de endereçamento numera
as células sequencialmente a partir de zero até n-1, sendo que esses
endereços são fixos e representados por números binários.
• A quantidade de bits em um endereço está relacionada à máxima
quantidade de células endereçáveis. Por exemplo, se um endereço
possui m bits o número máximo de células diretamente endereçáveis
é 2m.
• A maioria dos fabricantes de computador padronizaram o tamanho
da célula em 8 bits (1 Byte). Bytes são agrupados em palavras, ou
seja, a um grupo de bytes (2, 4, 6, 8 Bytes) é associado um
endereço particular. O significado de uma palavra é que a maioria
das instruções opera em palavras inteiras.
• Algumas arquiteturas como os PCs organizam as células de memória
em segmentos e offsets. Esse padrão ajuda a ter maiores
possibilidades de instalação e uso de mais espaço de memória.
20. ArquiteturaeorganizaçãodeComputadores
Funções de cada Componente de um Computador 20
Funções de cada Componente de um
Computador - MEMÓRIA PRINCIPAL
Estrutura da Memória Principal – Células e
Endereços
• Célula: é a unidade de armazenamento do computador. A
memória principal é organizada em células. Célula é a
menor unidade da memória que pode ser endereçada (não
é possível buscar uma "parte" da célula) e tem um
tamanho fixo (para cada máquina).
• As memórias são compostas de um determinado número
de células ou posições. Cada célula é composta de um
determinado número de bits.
• Todas as células de um dado computador têm o mesmo
tamanho, isto é, todas as células daquele computador
terão o mesmo número de bits.
21. ArquiteturaeorganizaçãodeComputadores
Funções de cada Componente de um Computador 21
Funções de cada Componente de um
Computador - MEMÓRIA PRINCIPAL
Estrutura da Memória
Principal – Células e
Endereços
• Cada célula é identificada por um
endereço único, pela qual é
referenciada pelo sistema e pelos
programas. As células são
numeradas seqüencialmente, uma a
uma, de 0 a (N-1), chamado o
endereço da célula.
• Endereço: é o localizador da célula,
que permite identificar univocamente
uma célula. Assim, cada célula
pode ser identificada pelo seu
endereço.
22. ArquiteturaeorganizaçãodeComputadores
Funções de cada Componente de um Computador 22
Funções de cada Componente de um
Computador - MEMÓRIA PRINCIPAL
Estrutura da Memória Principal – Células e Endereços
• Unidade de transferência é a quantidade de bits que é transferida da
memória em uma única operação de leitura ou transferida para a
memória em uma única operação de escrita. O tamanho da célula poderia
ser igual ao da palavra, e também à unidade de transferência, porém por
razões técnicas e de custo, são freqüentemente diferentes.
• Palavra: é a unidade de processamento da UCP. Uma palavra deve
representar um dado ou uma instrução, que poderia ser processada,
armazenada ou transferida em uma única operação.
No entanto, em geral não é assim que acontece e os computadores
comerciais não seguem um padrão único para a organização da UCP e MP.
Computadores comerciais (tais como, por exemplo, os baseados nos
processadores Intel 486) podem ter o tamanho da palavra definido como
de 32 bits, porém sua estrutura de memória tem células de 16 bits.
•
• A estrutura da memória principal é um problema do projeto de hardware:
- mais endereços com células menores ou
- menos endereços com células maiores?
- O tamanho mais comum de célula era 8 bits (1 byte); hoje já são
comuns células contendo vários bytes.
23. ArquiteturaeorganizaçãodeComputadores
Funções de cada Componente de um Computador 23
Funções de cada Componente de um
Computador - MEMÓRIA PRINCIPAL
Estrutura da Memória Principal – Células e
Endereços
• Número de bits para representar um endereço - Expressão geral: MP
com endereços de 0 a (N-1).
N = 2x
• sendo x = nº de bits para representar um endereço e N o número de
endereços
• Capacidade da Memória Principal - A capacidade da MP em bits é igual
ao produto do nº de células pelo total de bits por célula.
T = N x M
• T = capacidade da memória em bits
• N = nº de endereços (como vimos anteriormente, N=2x sendo x = nº de
bits do endereço)
• M = nº de bits de cada célula
• Para encontrar a capacidade em bytes, bastaria encontrar a capacidade
em bits e depois multiplicar por 8 (cada byte contém 8 bits) ou então
converter o tamanho da célula para bytes e depois multiplicar pelo
número de células.
24. ArquiteturaeorganizaçãodeComputadores
Funções de cada Componente de um Computador 24
Funções de cada Componente de um
Computador - MEMÓRIA PRINCIPAL
Operações com Memória Principal
• É possível realizar duas operações em uma memória:
– escrita (“write”) – armazenar informação na memória;
– leitura (“read”) – recuperar uma informação armazenada na memória.
• A operação de leitura não destrói o conteúdo da memória,
ela apenas providencia a transferência de uma cópia do
que está armazenado, enquanto a informação desejada
continua armazenada.
• Somente a operação de escrita é destrutiva.
27. ArquiteturaeorganizaçãodeComputadores
Funções de cada Componente de um Computador 27
Funções de cada Componente de um
Computador - Agente Secreto 89
• O Agente Secreto 89 está tentando descobrir quantos dias
faltam para um certo líder mundial ser assassinado.
• O seu contato lhe diz que esta informação está localizada
em uma série de caixas postais.
• Para assegurar que ninguém mais tenha acesso à
informação, ela está espalhada em 10 caixas. O seu
contato lhe dá as 10 chaves, acompanhadas das seguintes
instruções:
1. A informação em cada caixa está escrita em código
2. Abra a caixa 1, primeiro, e execute a instrução lá localizada.
3. Continue pelo restante das caixas, em seqüência, salvo instrução em
contrário.
4. Uma das caixas está preparada para ser explodida ao ser aberta.
• O Agente Secreto 89 pega as 10 chaves e vai para a
agência do correio, com o livro de códigos em mãos.
28. ArquiteturaeorganizaçãodeComputadores
Funções de cada Componente de um Computador 28
Funções de cada Componente de um
Computador - Agente Secreto 89
• A Tabela abaixo mostra os conteúdos das 10 caixas de
correio, depois de terem sido decodificados. Suponha que
você é o Agente Secreto 89; comece pela caixa 1 e
percorra a seqüência das operações para encontrar o
número de dias que faltam para a tentativa de
assassinato.
29. ArquiteturaeorganizaçãodeComputadores
Funções de cada Componente de um Computador 29
Funções de cada Componente de um
Computador - Agente Secreto 89
• Se você procedeu corretamente, você deve ter terminado na caixa 6, com
uma resposta igual a 17.
• Se você cometeu algum erro, você pode ter aberto a caixa 7, não estando
mais conosco, neste caso.
• À medida que você passou pela seqüência de operações, você duplicou,
essencialmente, os tipos de operações e encontrou muito dos conceitos
que fazem parte de um computador.
• As caixas postais são como a memória em um computador, onde são
armazenados instruções e dados. As caixas postais de 1 a 6 contêm
instruções a serem executadas pelo agente secreto, e as caixas de 8 a 10
contém os dados referenciados pelas instruções (o conteúdo da caixa 7,
pelo que sabemos, não tem equivalente em computadores). Os números
de cada caixa são os endereços das locações na memória.
• Três classes diferentes de instruções estão presentes nas caixas de 1 a 6.
As caixas 1, 2, 3 e 5 são instruções que “chamam” operações aritméticas.
A caixa 4 contém uma instrução de decisão, chamada de desvio
condicional. Esta instrução diz ao agente (ou computador) para decidir se
pula para o endereço 7 ou continua para o endereço 5, dependendo do
resultado da operação aritmética anterior. A caixa 6 contém uma simples
instrução de controle que não precisa de dados, nem faz referência a
outro endereço (número de caixa). Essa instrução, pare, diz ao agente
que o problema está terminado (o programa está completado) e que não
deve continuar adiante.
30. ArquiteturaeorganizaçãodeComputadores
Funções de cada Componente de um Computador 30
Funções de cada Componente de um
Computador - Agente Secreto 89
• Cada uma das operações aritméticas e de desvio condicional consiste
em duas partes – uma operação e um endereço.
• Por exemplo, a primeira parte da primeira instrução especifica a
operação de adição.
• A segunda parte dá o endereço (caixa 9) dos dados a serem usados
na adição.
• Estes dados são, usualmente, chamados de operandos e seu
endereço é chamado de endereço de operando.
• A instrução na caixa 5 é um caso especial em que não há
especificação de endereço de operando.
• Em vez disso, o operando (dado) a ser usado na operação de
subtração é incluído como parte da instrução.
• Um computador, assim como o agente secreto, decodifica e, então,
executa as instruções armazenadas na memória, seqüencialmente,
começando pela primeira locação.
• As instruções são executadas na ordem, a não ser que algum tipo de
instrução de desvio (como a caixa 4) cause desvio, ou pulo, para um
novo endereço para obter a próxima instrução.
• Uma vez ocorrido o desvio, as instruções são executadas
seqüencialmente, começando do novo endereço.
31. ArquiteturaeorganizaçãodeComputadores
Funções de cada Componente de um Computador 31
Funções de cada Componente de um Computador -
UNIDADE CENTRAL DE PROCESSAMENTO
• Toda Unidade Central de Processamento (UCP ou CPU) faz
sempre a mesma coisa desde que é energizada até ser
desligada, fica sempre buscando a próxima instrução a ser
executada.
• Caso exista alguma “na vez” esta é decodificada, seja pelo
microprograma no caso dos computadores CISC (Conjunto
Completo de Instruções) ou pelos circuitos especializados no
caso do RISC (Conjunto Reduzido de Instruções).
• Os microprocessadores atuais são compostos de: ULA –
Unidade Lógico-Aritmética, UC – Unidade de Controle, MAR –
Registrador de Endereço de Memória, MBR – Registrador de
Bloco de Memória, PC – Contador de Programas,
Registradores de Uso Geral e outros componentes.
• No princípio, a maioria desses componentes ficavam
separados na placa-mãe, daí a necessidade de os
computadores que seguem o padrão Von Newmann fazerem
cópias de dados e endereços para dentro da UCP durante o
processamento.
32. ArquiteturaeorganizaçãodeComputadores
Funções de cada Componente de um Computador 32
Funções de cada Componente de um Computador -
UNIDADE CENTRAL DE PROCESSAMENTO
• A função da UCP consiste em:
•
• Buscar uma instrução na memória (operação de
leitura), uma de cada vez;
• Interpretar que operação a instrução está
explicitando (pode ser soma de dois números, uma
multiplicação, uma operação de entrada ou de saída
de dados, ou ainda uma operação de movimentação
de um dado de uma célula para outra);
• Buscar os dados onde estiverem armazenados, para
trazê-los até a UCP;
• Executar efetivamente a operação com os dados,
guardar o resultado (se houver algum) no local
definido na instrução; e, finalmente;
• Reiniciar o processo apanhando nova instrução.Estas
etapas compõem o que se denomina um ciclo de
instrução. Este ciclo se repete indefinidamente (ver
Figura 5.8) até que o sistema seja desligado, ou
ocorra algum tipo de erro, ou seja, encontrada uma
instrução de parada.
33. ArquiteturaeorganizaçãodeComputadores
Funções de cada Componente de um Computador 33
Funções de cada Componente de um Computador -
UNIDADE CENTRAL DE PROCESSAMENTO
• As atividades realizadas pela UCP podem ser divididas em duas
grandes categorias funcionais:
• 1) Função processamento - Vimos que processamento de dados é
a ação de manipular um ou mais valores (dados) em certa seqüência
de ações, de modo a produzir um resultado útil. O resultado muda
conforme o tipo de operação realizada. Por exemplo, se uma
instrução define que deve ser realizada uma operação de adição
sobre os valores A = 5 e B = 3, o sistema, ao interpretar a instrução,
gera as ações subseqüentes que redundarão no resultado igual a 5+3
= 8. Por outro lado, se o sistema interpretar uma outra instrução que
define a operação de subtração, ele deve gerar outras ações de modo
que o resultado seja 5-3 = 2 (e não mais 8).
• Processar o dado é executar com ele uma ação que produza algum
tipo de resultado.
• Este é, pois, a atividade-fim do sistema; ele existe para processar
dados.
• O dispositivo principal desta área de atividade de uma UCP é
chamado ULA – Unidade Lógica e Aritmética. Os demais
componentes relacionados com a função processamento são os
registradores, que servem para armazenar dados (ou para guardar
resultados) a ser usados pela ULA. A interligação entre estes
componentes é efetuada pelo barramento interno da UCP.
34. ArquiteturaeorganizaçãodeComputadores
Funções de cada Componente de um Computador 34
Funções de cada Componente de um Computador -
UNIDADE CENTRAL DE PROCESSAMENTO
• 2) Função controle - A área de controle de uma UCP é a parte funcional
que realiza (uma etapa de cada vez, em sistema de execução serial, ou
várias etapas simultaneamente, em sistemas de execução “pipelining”) as
atividades de:
• a) Busca de instrução que será executada, armazenando-a em um
registrador especialmente projetado para esta finalidade;
• b) Interpretação das ações a serem desencadeadas com a execução da
instrução (se é uma soma, uma subtração, uma complementação, etc.); e
• c) Geração de sinais de controle apropriado para ativação requerida para
a execução propriamente dita da instrução identificada. Esses sinais de
controle são enviados aos diversos componentes do sistema, sejam
internos da UCP (como a ULA) ou externos (como a memória ou E/S).
•
• Em outras palavras, a área de controle é projetada para entender o que
fazer, como fazer e comandar quem vai fazer no momento adequado.
• Podemos fazer uma analogia com os seres humanos, imaginando que a
área de controle é o cérebro que comanda o ato de andar.
• As áreas do processamento são os músculos e ossos das pessoas que
realizam efetivamente o ato.
• Os nervos são análogos ao barramento de interligação entre os diversos
elementos.
35. ArquiteturaeorganizaçãodeComputadores
Funções de cada Componente de um Computador 35
Funções de cada Componente de um Computador -
UNIDADE CENTRAL DE PROCESSAMENTO
• 2) Função controle - A área de controle de uma UCP é a parte funcional
que realiza (uma etapa de cada vez, em sistema de execução serial, ou
várias etapas simultaneamente, em sistemas de execução “pipelining”) as
atividades de:
• a) Busca de instrução que será executada, armazenando-a em um
registrador especialmente projetado para esta finalidade;
• b) Interpretação das ações a serem desencadeadas com a execução da
instrução (se é uma soma, uma subtração, uma complementação, etc.); e
• c) Geração de sinais de controle apropriado para ativação requerida para
a execução propriamente dita da instrução identificada. Esses sinais de
controle são enviados aos diversos componentes do sistema, sejam
internos da UCP (como a ULA) ou externos (como a memória ou E/S).
• Em outras palavras, a área de controle é projetada para entender o que
fazer, como fazer e comandar quem vai fazer no momento adequado.
• Podemos fazer uma analogia com os seres humanos, imaginando que a
área de controle é o cérebro que comanda o ato de andar.
• As áreas do processamento são os músculos e ossos das pessoas que
realizam efetivamente o ato.
• Os nervos são análogos ao barramento de interligação entre os diversos
elementos.