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.

1. Introdução a Informática
Raphael
joseraphael@dce.ufpb.br

2. Arquitetura de um Computador

3. O que é um computador?
• Computadores são ferramentas
– Servem para resolver problemas
• Sistemas computacionais possuem 3
características em geral:
– Processamento
– Memória (Armazenamento)
– Comunicação
3

5. Periféricos
• Entrada:
– Teclado, Mouse
• Saída:
– Monitor, Impressora, Caixa de Som
• Entrada e saída:
– Disquete, CD/DVD

6. Placa-mãe (Motherboard)
• Localizada dentro do Gabinete
• Acomoda os principais componentes do computador:
– CPU (Central Processing Unit)
– GPU (Graphics Processing Unit)
– Memória RAM
– Controladores (Chipset)
– Conexão com outros dispositivos:
• Disco Rígido - HD (Hard Drive)
• Placa de som
• Placa de vídeo externa
• ...

13. CPU
• Cérebro do computador
• Executa as instruções dos programas que
estão na memória RAM
• Le e escreve na memória RAM
• Por esquentar muito, precisa de uma
ventoinha (cooler).
• Pode ser criado de acordo com uma
arquitetura (x86, x64, ARM, etc)

14. Memória RAM
• Memória rápida
• Utilizada para guardar os dados dos
programas que estão sendo executados
• Memória volátil, ou seja, perde seu conteúdo
se o computador for desligado

15. Disco Rígido (HD)
• Memória lenta
• Utilizada para guardar os programas instalados e
os arquivos dos usuários
• Armazena a informação mesmo com o
computador desligado.
• Um dos poucos componentes mecânicos de um
computador, por isso é um dos mais lentos.
– Por exemplo, para iniciar a leitura de um arquivo, o
HD precisa posicionar o disco e o braço de leitura na
posição correta.

16. Controladores (Chipset)
• O coração da placa-mãe
• Responsáveis pela comunicação e
sincronização dos componentes do
computador (CPU, memória, GPU, periféricos,
etc)
• Não adianta ter os melhores componentes se
o os controladores forem lentos, já que toda
informação passa por eles.

17. Funcionamento básico de um
computador

19. Funcionamento básico de um
computador
• Para abrir um programa, este deve ser
carregado do HD para a memória RAM.
– Por isso que programas maiores demoram mais
para serem abertos.

20. Funcionamento básico de um
computador
• Para executar um programa, ou seja, executar
suas instruções que estão localizadas na
memória RAM, a CPU executa 3 etapas:
– Leitura: ler a instrução que está na memória RAM
– Decodificação: entender qual instrução deve ser
executada
– Execução: executar de fato a instrução
• Durante a execução, dados podem ser escritos de volta
na memória RAM ou em outros dispositivos.

21. Funcionamento básico de um
computador
• Para mostrar o resultado de uma operação a
CPU pode mandar informações para a GPU
(para mostrar imagens) ou escrever na placa
de som (para tocar sons) ou outros
dispositivos.

24. Funcionamento básico de um
computador
• Cada programa aberto ocupa espaço na
memória.
• As vezes quando a memória está muito cheia, o
S.O. salva partes da memória que são raramente
utilizadas (pelos programas) em uma região
especial do HD chamada Memória Virtual.
• Quando um programa que foi enviado para a
Memória Virtual precisa ser executado, ele
precisa ser recarregado do HD para a memória
RAM. Isso é chamado de Erro de Página ou Erro
de Paginação.

26. Do Hardware ao Software

27. Transistor
• É um componente eletrônico básico da
computação.
• Ele pode deixar passar corrente elétrica (1) ou
interrompê-la (0).

28. Circuito Integrado (CHIP)
• Conjunto de vários transistores.
• Um circuito integrado pode ser projetado para
executar diversos tipos de operações, desde
somar até controlar a placa de som.

29. Processador (CPU)
• Conjunto organizado de vários circuitos.
• Geralmente segue uma arquitetura (x86, x64,
ARM, etc) para que o software saiba como se
comunicar com ele.
• O Intel i7 possui 731 milhões de transistores.

30. Kernel do S.O.
• Núcleo do sistema operacional. Invisível para
os usuários.
• É ele que se comunica diretamente com o
hardware.

31. Drivers
• Softwares utilizados pelo Kernel para se
comunicar com dispositivos diversos.
• Por exemplo, o driver da câmera de vídeo é
necessário para que o computador saiba como
adquirir uma imagem dela.
• Praticamente todo dispositivo precisa de um
driver, alguns precisam ser instalados, e outros
já estão incluídos no sistema operacional.

32. Sistema Operacional (S.O.)
• Gerencia os recursos de hardware.
– Os recursos podem ser: processamento, arquivos,
memória, etc.
• Permite que programas rodem sobre ele.
• Serve como abstração (simplificação) do
hardware. Dessa forma, os programas não
precisam saber em que hardware estão sendo
executados, quem cuida disso é o S.O.

33. Programas
• São conjuntos de instruções que
rodam, geralmente, em cima do S.O.
• Podem ser compostos por um ou mais arquivos
no HD. Quando maiores e mais numerosos forem
os arquivos mais lenta será a abertura do
programa.
• Existem alguns programas chamados
“Interpretados” que são executados sobre outros
programas.
– Ex: Páginas de internet que rodam sobre o Browser;
Comandos que são executados pelo DOS, etc.