Aula_01_Componentes Funcionais do Computador.ppt

CURSO VEM PASSAR - 2024
Informática Básica
Componente
s Funcionais
do
Computador
Noções Básicas de Computador
POLO DE BARRA DO CORDA/MA
LEONARDO DE A. DELGADO

O que é computador?
LEONARDO DE ARRUDA DELGADO

Significado da Palavra Computador
• A palavra computador significa “aquele que exerce a
função de computar”.
• E computar??
– “fazer o cômputo de” que expressa calcular, contar ou avaliar.
• É uma máquina eletrônica, que recebe e processa
dados para fornecer um resultado.

Evolução dos Computadores
• As tecnologias da computação não foram
inventadas com as características atuais.
– O caminho percorrido para chegar até o estágio atual
de desenvolvimento em que estamos começou com a
criação das primeiras máquinas de calcular.

• Fatores que caracterizam a evolução dos
computadores:
1. Velocidade dos Processadores
2. Redução no tamanho dos componentes
3. Aumento significativo da capacidade de memória
4. Aumento de capacidade e velocidade dos dispositivos
de entrada e saída de dados.

• A história do computador é dividida em GERAÇÕES,
baseadas nas tecnologias de hardware empregadas.
• Cada nova geração é caracterizada por:
1. Computadores com maior velocidade.
2. Maior capacidade de memória
3. Redução de tamanho em relação às gerações anteriores.

1ª Geração
• O principal tipo de
memória era o núcleo
magnético.
Caracterizada pelo uso de VÁLVULAS À
VÁCUO.
Pequenos anéis em forma de rosca,
aproximadamente do tamanho da
cabeça de um alfinete, que era inseridos
em fios que se entrecruzavam

1ª Geração
• ENIAC (Eletronic Numerical Integrator And
Computer)
– Primeiro computador eletrônico de propósito geral.
– Desenvolvido na Universidade da Pensilvânia.

1ª Geração
• Características do ENIAC
1. Aproximadamente 18 mil válvulas.
2. 30 toneladas.
3. Ocupava aproximadamente 140m².
4. Consumo de 140 quilowatts.
5. Executava 5 mil adições por segundo.
6. Entrada e saída de dados através de cartões perfurados.
7. Arquitetura composta por 20 registradores.
8. Usava a base decimal.
9. Programado Manualmente a partir de um conjunto de fios e
pinos.

1ª Geração
• Desvantagens dos Computadores de 1ª
Geração
– Baixa capacidade de memória
– Longo tempo de programação (1 a 2 dias)
O marco para quebrar essa barreira foi a concepção do
conceito de PROGRAMA ARMAZENADO, associada ao projeto
EDVAC (Computador Variável Discreto Eletrônico – Eletronic
Discrete Variable Automatic Computer), um sucessor do ENIAC
com “ampla” capacidade de memória e que utilizava aritmética
binária.

2ª Geração
• Transistores: Dispositivos que
transferem sinais eletrônicos
através de um resistor.
– Pequenos, não precisavam de
pré-aquecimento, consumiam
menos energia e eram mais
rápidos e confiáveis
Caracterizada pelo uso de
TRANSISTORES no lugar das válvulas.

2ª Geração
• Caracterização da 2ª Geração
1. Desenvolvimento de linguagens simbólicas ou
Assembly, além das linguagens de alto nível
FORTRAN e COBOL.
2. Não havia Sistema Operacional
• Perdia-se muito tempo entre o término de uma tarefa e o
início de outra.
3. A série IBM7000 marcou a entrada da IBM no
mercado de computadores transistorizados.

3ª Geração
• Circuito Integrado: conjunto
eletrônico completo em um
único chip de silício
• Os chips foram aclamados.
– Confiabilidade
– Tamanho reduzido
– Baixo custo.
Computadores baseados em tecnologia
de CIRCUITO INTEGRADO.

3ª Geração
• Caracterização da 3ª Geração
1. Série IBM 360
• Família System/360: projetado para uso comercial
e científico.
• Conceito de Família de Computadores:
facilidade de migração para máquinas mais
potentes sem substituir o software.
2. Software desvinculado e mais sofisticados.
3. Lançamento do “Disco Flexível” de 8’’
4. Criação da Linguagem PASCAL.

Gerações Atuais
– Processador de uso geral em um único chip,
desenvolvido com base nos chips de memória e
lógica especializada de terceira geração.
MICROPROCESSADOR

Gerações Atuais
• Caracterização das Gerações Atuais
1. Busca-se processadores mais rápidos e
miniaturização de componentes.
2. Introdução de integração em grande escala (LSI)
• Mais de mil componentes podem ser colocados em uma
única pastilha de circuito integrado.
• A integração em escala muito grande (VLSI) atingiu mais
de 10 mil componentes por pastilha.

Classificação dos Computadores
A classificação de um computador pode ser feita de
diversas maneiras.
Podem ser avaliados:
• Capacidade de processamento;
• Forma de utilização;
• Princípio de construção;
• Aplicabilidade;
• Funcionalidade.

Quanto ao Porte ou Capacidade de
Processamento
• Supercomputadores
• Mainframes
• Minicomputadores
• Microcomputadores

Microcomputadores
• Desktops;
• Portáteis;
• Laptops ou Notebooks;
• Netbooks;
• PDA;
• Smartphones

Divisões do Computador
• Os manuais de TI – Tecnologia da Informação, dividem
um computador em:
– Hardware: É os dispositivos físicos, o que podemos tocar.
– Software: São as partes lógicas, os programas.
– Peopleware: São os usuários.
Hardware
Software
Peopleware

Funções de um Computador
• Um computador é responsável por quatro funções
básicas:
– Entrada
– Processamento
– Armazenamento
– Saída
• A execução dessas funções é conhecida como ciclo de
processamento.

Componentes Funcionais Básicos
de um Sistema de Computador
• O computador é formado
basicamente por cinco
elementos:
– Unidades de entrada de dados;
– Unidades de Processamento
de Dados;
– Unidades de Armazenamento
de Dados;
– Unidades de Saída de Dados;
– Unidades de Saída e Entrada
de Dados;

Componentes Internos ou Unidades
de Processamento de Dados
São as peças que se conectam entre si para que o
computador funcione.
Os principais dispositivos internos para o funcionamento
de um PC são:
– Placa-mãe;
– Processador (CPU);
– Fonte de energia;
– HD (ou SSD);
– Memória RAM;
– Placa de vídeo (GPU).

Placa Mãe (Motherboard)
• Conjunto de chips e conexões que tem a
função de conectar o processador aos
demais componentes do computador
(memória, HD, placa de vídeo, etc.);
• Gerencia a transação de dados entre os
componentes;
• „
Pode ter vários dispositivos integrados
(on-board), como placa de vídeo, placa de
som e dispositivo de rede;
• Alguns fabricantes: ASUS, ECS, Intel, MSI
e Gigabyte.

Máquinas von Neumann
• O funcionamento básico de um computador obedece a
uma estrutura definida por John von Neumann, por volta
de 1952.
A característica de
Máquinas von Neumann é
a composição do sistema a
partir de três subsistemas
básicos: CPU, MEMÓRIA
PRINCIPAL e SISTEMA DE
ENTRADA E SAÍDA.

Máquinas von Neumann
• A interligação entre os três
subsistemas básicos é feita
por um barramento único para
o tráfego de dados e
instruções.
• Instruções e dados ocupam o
mesmo endereçamento de
memória.
• Utilizam o conceito de
programa armazenado.
• As instruções são executadas
sequencialmente.

Arquitetura dos Computadores
Atuais
• Basicamente, obedece à estrutura de uma Máquina von
Neumann.

Arquitetura dos Computadores
Atuais
• Principais Componentes Considerados:
– PROCESSADORES: controlam a operação do computador e
desempenham funções de processamento de dados.
– MEMÓRIAS: armazenam dados e são divididas em memória
principal e memória secundária.
– DISPOSITIVOS DE E/S: transferem dados entre o computador e
o ambiente externo.
– BARRAMENTOS: estabelecem a comunicação entre a CPU,
memória principal e dispositivos E/S.

Processo de Comunicação
Emissor
(Periféricos de entrada)
Fonte de Dados
Informações ou Dados
Representado ou
Codificado
Orações
Frases
Palavras
Símbolos, Letras e Números
Receptor
(CPU)
Recebe
Armazena na Memória
Processa
Resposta ou Feed Back
(Periféricos de Saída)

A Unidade Central de
Processamento - CPU
• Componente ou o conjunto de componentes do
computador responsável pela execução das instruções dos
programas
• A unidade central de processamento (CPU), que executa
realmente as instruções, é separada da memória;
• As instruções dos programas e os dados são transmitidos
da memória principal para a CPU, onde o processamento é
realizado;
• „
Os resultados das operações na CPU devem ser
novamente transferidos para a memória;

Ações que a CPU executa
• Busca de instrução
• Interpretação de instrução
• Busca de dados
• Processamento de dados
• Escrita de dados

Estrutura interna da CPU
• Unidade Aritmética e Lógica (ULA)
– Realiza as operações aritméticas e
lógicas
• Unidade de Controle (UC)
– busca de instruções na memória
principal
– controla a ação da ALU
– realiza a movimentação de dados e
instruções de e para a CPU
• Registradores
– Armazena dados temporariamente
durante o processamento

Memória Cache
• Pequena quantidade de memória, de alto desempenho
(e de alto custo), normalmente localizada dentro da
pastilha do processador;
• Tem a finalidade de aumentar o desempenho do
processamento;
• „
Armazena as instruções e os dados mais requisitados
pela CPU, evitando uma busca repetitiva pelo mesmo
dado ou instrução na memória principal;
• A capacidade varia de acordo com o processador.
• Capacidades comuns: 128 KB, 512 KB, 2 MB e 4 MB.

Clock
– Clock é um sinal usado para sincronizar coisas dentro do
computador
– O sinal de clock é uma onda quadrada passando de “0” a “1” a
uma taxa fixa que é medido em Hertz
– Um clock de 100 MHz significa que em um segundo existem 100
milhões de ciclos de clock.

Clock
– No computador, todas as medidas de tempo são feitas em
termos de ciclos de clock
– Busca-se processadores mais rápidos e miniaturização de
componentes
– Se compararmos dois processadores completamente idênticos,
o que estiver rodando a uma taxa de clock mais alta será o mais
rápido
• Se compararmos dois processadores diferentes,
isso não é necessariamente verdadeiro

Clock
• Multiplicação de clock
– Clock externo (FSB) - usado quando dados são transferidos de
e para a memória RAM (usando o chip da ponte norte)
– Clock interno (mais alto) – indica a frequência na qual o
processador trabalha.
– A grande diferença entre o clock interno e o clock externo em
processadores modernos é uma grande barreira a ser
transposta

Processador
• É um circuito integrado que realiza as funções de
cálculo e tomada de decisão de um computador.

Memória
• Dispositivo de armazenamento
que permite a leitura e/ou
gravação de dados.
– Memória Principal: o
armazenamento dos dados é
temporário.
– Memória Auxiliar ou
Secundária: permitem ao
computador armazenar grandes
quantidades de dados ou
programas.

Memórias Primárias
• São pequenas áreas de armazenamento que estão
incorporadas ao hardware do computador
• São memórias que o processador pode endereçar
diretamente, sem as quais o computador não pode
funcionar
• Sua função principal é a de conter a informação
necessária para o processador num determinado
momento

Memórias Primárias
• Podem ser:
– Voláteis: chips perdem seu conteúdo quando o
computador é desligado
• RAM, CACHE, memória CMOS; registradores.
– Não voláteis: os chips retêm os dados neles
armazenados, mesmo quando o computador é
desligado
• ROM

Tipos de Memória Principal
• RAM (Random Access Memory) - É onde se grava os
dados e programas temporariamente até que possam
ser acessados pelo microprocessador
• ROM (Read Only Memory) - É a memória para leitura.
Não pode ser alterada e já vem gravada de fábrica.
Supervisionam e dão suporte ao equipamento

Memória RAM
• É a principal memória na qual são gravados os dados
para o processamento.
• A velocidade de funcionamento é medida em Hz e seus
múltiplos
• São pequenos pentes que são encaixados nos slots de
memória das placas-mãe

Memória RAM
• A capacidade total de memória depende do pente e do
número de slots na placa-mãe
• A tecnologia das memórias RAM pode ser
– Estática (SRAM)
– Dinâmica (DRAM)
Memória DDR Memória SDR

Memória DRAM
• É feita de células que armazenam dados com carga de
capacitores
– capacitor tem tendência natural para se descarregar
– requer uma regeneração de carga periódica para manter os
dados armazenados
– o custo fixo do circuito de regeneração é compensado pelo
custo menor das células
• É mais simples, menor e mais barata que a SDRAM
• Tendem a ser mais vantajosas quando a capacidade de
memória requerida é maior

Memória SDRAM
• Na memória RAM estática, os valores binários são
armazenados usando configurações tradicionais de flip-
flops com portas lógicas
• São, em geral, mais rápidas do que as dinâmicas.

Custos dos Tipos de Memoria

Memória ROM
• Memória que permite apenas a leitura
• Memórias cujo conteúdo é gravado permanentemente
• Os principais tipos de memória ROM são:
– PROM
– EPROM
– EEPROM
– EAROM
– Flash
– CD-ROM, DVD-ROM e afins

Memória ROM
• Na ROM estão armazenados os software:
– BIOS: que é responsável por "ensinar" ao processador da
máquina a operar com dispositivos básicos
• a unidade de disquete, o disco rígido.
– Setup é responsável por alterar os parâmetros armazenados na
memória de configuração (CMOS)
– POST: é responsável pelo auto-teste que é executado toda a
vez em que ligamos o micro
• contagem de memória, por exemplo

Memória de configuração CMOS
• É como uma memória RAM, pois permite que os dados
sejam lidos e gravados
• É alimentada por uma bateria de lítio quando o
computador está desligado
• É responsável por alimentar o circuito de relógio de
tempo real
Chip de memória CMOS bateria que alimenta a CMOS

Registradores
• Memória de pequena capacidade e muito rápida
• Está contida no processador
• É utilizada no armazenamento temporário durante o
processamento
• Na execução das instruções de um programa, os dados
são movidos da memória principal para os registradores
e depois são movidos de volta para a memória
principal.

Memórias Secundárias
• Memórias que não podem
ser endereçadas
diretamente
• Não são estritamente
necessárias para a
operação do computador
• São geralmente não-
voláteis

Memórias secundárias
• Podem ser classificadas segundo o tipo de mídia de
armazenamento:
– Memórias de mídia magnética
• superfície desses dispositivos é revestida de um
material com sensibilidade magnética
• disquetes, discos rígidos e unidade de fita
– Memórias de mídia ótica
• os CDs e DVDs
– Memórias de mídia flash
• cartões de memória, pen drives, MP3 Players,
dispositivos como os iPods

Disco rígido
• Disco duro, (popularmente também
winchester) ou HD (do inglês Hard Disk)
• É a "memória permanente" , memória física, não-volátil
• Nos sistemas operacionais mais recentes, o HD é
também utilizado para expandir a memória RAM,
através da gestão de memória virtual

Disco rígido
– Pratos são os discos onde os dados são
armazenados
– Motor responsável por fazer os discos
girar
– Cabeça ou cabeçote de leitura e gravação
– Braço posiciona os cabeçotes sob a
superfície dos pratos
– Atuador ou voice coil é o responsável
por mover o braço sob a superfície dos
pratos

Disco Rígido
• É dividido em trilhas, setores e cilindros
– Os cilindros são trilhas concêntricas na superfície dos discos
– As trilhas são divididas em setores
– Os setores são "pedaços" do HD

Tipos de Disco Rígido
• ATA: também conhecido como IDE
– É um padrão para interligar dispositivos de armazenamento,
como discos rígidos e drives de CD-ROMs, no interior de
computadores pessoais
– Transmitem os dados através de cabos de quarenta ou oitenta
fios paralelos
Conector IDE em uma placa-mãe

Tipos de Disco rígido
• Serial ATA, SATA ou S-ATA
– É o sucessor da tecnologia ATA que foi renomeada para PATA
(Parallel ATA) para se diferenciar de SATA
– transferem os dados em série
– Os cabos do Serial ATA são formados por dois pares de fios
(um par para transmissão e outro par para recepção e mais três
fios terra, totalizando sete fios

Tipos de Disco rígido
• Serial ATA
– Maior rapidez na transferência dos dados
– Uso de cabos de conexão mais finos que permitem um
resfriamento mais eficiente do gabinete.
Slot Serial ATA em uma placa-mãe Cabo de alimentação para drives Serial ATA

Tipos de Disco Rígido
• SCSI
– Tecnologia criada para acelerar a
taxa de transferência de dados
entre dispositivos de um
computador
– Permite conectar uma larga gama
de periféricos, tais como discos
rígidos, unidades CD-ROM,
impressoras e scanners
– Interface é mais é voltada para o
mercado de servidores de rede

Tipos de disco rígido
• HD externo ou HD portátil
– É conectado ao computador através
de portas USB e até SATA externo,
dependendo do modelo
– É utilizado para transportar grandes
quantidades de dados ou para fazer
backup
– HDs externos são mais caros e
costumam ser pesados
– Devem ser transportados com
cuidado, para evitar danos.

Discos Óticos
• CD-ROM foi desenvolvido em
1985 - seu conteúdo poder
apenas ser lido e nunca
alterado
• CD-R e o CD-RW, que
permitem fazer a suas próprias
gravações uma, ou várias
vezes, respectivamente
• Têm capacidade de 700
megabytes ou mais

Pen drives
• Memória USB Flash Drive
– Dispositivo de armazenamento constituído por uma
memória flash e uma ligação USB tipo
– A velocidade de transferência de dados varia de
acordo com o tipo de entrada.
– Vantagens em relação aos disquetes
• mais compactos, rápidos, têm maior
capacidade de armazenamento, mais
resistentes
– Em condições ideais, podem armazenar informação
durante 10 anos

Cartões de memória
– Dispositivo com memória flash utilizado em
videogames, câmeras digitais, telefones celulares,
palms/PDAs, MP3 players, computadores e outros
aparelhos eletrônicos
– Podem ser regravados várias vezes
– Não necessitam de eletricidade para manter os
dados armazenados
– São portáteis e suportam condições de uso e
armazenamento mais rigorosos

Periféricos
de
Computad
or

Periféricos do computador
• Dispositivos de entrada
• Dispositivos de saída
• Dispositivos de entrada e saída

Periféricos de Entrada
• Dispositivos que permitem enviar dados para
processamento.
• Permite a comunicação com o computador.

Mouse

Touchpads
• O Touchpad é um dispositivo sensível ao toque,
utilizado em computadores portáteis, para substituir o
mouse, utilizando células sensíveis ao toque.

Teclado
– O teclado de computador é um
tipo de periférico utilizado pelo
usuário para a entrada manual
no sistema de dados e
comandos.
– Possui teclas representando
letras, números, símbolos e
outras funções, baseado no
modelo de teclado das antigas
máquinas de escrever.

Touch screen
– Touch Screen (também conhecido
no Brasil como tela sensível ao
toque) é um tipo de tela presente
em diferentes equipamentos,
sensível a toque e que por isso
dispensa o uso de equipamentos
como teclados e mouses.
– Seu uso é cada vez mais comuns
em telefones celulares,
videogames portáteis, caixas
eletrônicos, quiosques multimídia
e etc.

Digitalizador ou Scanner
• É um periférico de entrada responsável por digitalizar
imagens, fotos e textos impressos para o computador,
um processo inverso ao da impressora. É dividido em
duas categorias:
– digitalizador de mão - parecido com um rato/mouse bem
grande, no qual deve-se passar por cima do desenho ou texto a
ser transferido para o computador.
– digitalizador de mesa - parecido com uma fotocopiadora, no
qual deve-se colocar o papel e abaixar a tampa para que o
desenho ou texto seja então transferido para o computador.

Digitalizador ou Scanner

Periféricos de saída
• Convertem impulsos elétricos, permitindo a saída de
informações para meios externos e possibilitando sua
visualização de uma maneira que se torne
compreensível para o usuário

Dispositivos de saída
• Monitor de Vídeo
– CRT
– Monitor de tela plana- LCD
Monitores CRT e LCD

Dispositivos de saída
• Plotter ou plotadora
– Destinam-se a produzir grandes desenhos ou imagens, como
plantas para a construção de prédios ou anteprojetos de objetos
mecânicos
• Speakers ou caixas de som
Impressoras lazer, jato de tinta e matricial de
recibos
Plotter

Hardware de Entrada e Saída
• Dispositivos de CD/DVD;
• Modem
• Pen Drives;
• HDs Externos;
• Zip Drive;

PÓLO DE BARRA DO CORDA/MA

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