O Sistema de Computação

Arquitetura de ComputadoresProf. Vilson Heck Junior

INTRODUÇÃOO Sistema de Computação

Introdução

• Sistemas Computacionais podem ser divididos em camadas:

Aplicativos

Sistema Operacional

Hardware

Computador - Arquitetura

CPU

Memória

Principal

Controlador

de Discos

Controlador

de Impressoras

Controladores de E/S

Controlador

de Teclado

Controlador de

Interface de Rede

Controlador de...

Barramento Interno

Computador - Hardware

Notebook - Hardware

Smartphone - Hardware

Hardware - Arquitetura

E/SMemória principal

CPU

Barramento do sistema

ENTRADA E SAÍDAO Sistema de Computação

Entrada

• Entrada são dados inseridos no dispositivo computacional.

• Dispositivos de Entrada comuns:– Teclado;

– Mouse;

– Scanner;

– Microfone;

– Toque na tela;

– Webcam;

– ...

Saída

• Disponibilização de resultados obtidos.

• Formas comuns de saída: texto, números, gráficos e sons.

• Dispositivos de Saída comuns:– Tela;

– Impressora;

– Caixas de som;

– Vibração;

– Comandos elétricos;

– ...

Entrada e Saída

• Alguns dispositivos, tais como armazenamento e comunicação, possuem ambas funções de entrada e saída:

– Disco rígido;

– Pen drive;

– Placa de rede;

– Modem;

– ...• Obs.: Apesar de realizar entrada e saída, dispositivos de

armazenamento também são melhores classificados como memória secundária.

Hardware - Arquitetura

E/SMemória principal

CPU

Barramento do sistema

CPU / PROCESSADORO Sistema de Computação

CPU / Processador

• Conhecido por diferentes nomes:

– Central Processing Unit (CPU)

– Unidade Central de Processamento (UCP)

– Processador

– Microprocessador

CPU / Processador

• É o centro de atividade do computador;

• Consiste em circuitos elétricos:

– Interpreta e executa instruções de programa

– Comunica-se com os dispositivos de entrada, saída e armazenamento;

– Transforma dados.

CPU / Processador

CPU

Dissipador

Ventilador

Placa Mãe

CPU / Processador

CPU

DissipadorVentilador

Placa Mãe

CPU / Processador

CPU Dissipador Ventilador Placa Mãe

CPU / Processador

• Veremos mais a fundo sobre a composição e funcionamento de processadores em outros slides.

Hardware - Arquitetura

E/SMemória principal

CPU

Barramento do sistema

MEMÓRIA PRINCIPALO Sistema de Computação

Memória Principal

• Também chamada de Memória Primária, a Memória Principal é composta por diferentes tipos de níveis e memórias e é mais conhecida apenas por memória RAM.

Memória Principal

• Memória:

– Armazenamento temporário (volátil);

– RAM – Random Access Memory;

• Memória de Acesso Aleatório;

– Estreitamente relacionada com o processador, mas distinta dele;

– Níveis: Registradores, Caches e RAM.

DIP

SIPP

SIMM 30p

SIMM 72p

DIMM 168p

DDR DIMM 184p

Memória Principal

Memória Principal

• Usada para guardar dados temporariamente:

– Depois que eles são recebidos de dispositivos de entrada e antes de serem processador;

– Depois que eles são processados e antes de serem enviados aos dispositivos de saída;

• Armazenamento temporário: volátil

– Os dados armazenados são perdidos ao se desligar a energia elétrica.

Processador + Memória

Memória Principal

• Veremos mais a fundo sobre diferentes níveis e tipos de memórias principais em outros slides.

Hardware - Arquitetura

E/SMemória principal

CPU

Barramento do sistema

BARRAMENTO DO SISTEMAO Sistema de Computação

Barramento do Sistema

• Barramentos são as vias de comunicação existentes no computador que permitem a troca de dados entre diferentes partes;

Barramento do Sistema

• Apesar de existirem barramentos de diversos tipos diferentes e em variados equipamento, os mais sobressalentes são os existentes na Placa-Mãe;

Placa-Mãe

• Também conhecida como:– Placa principal;

– Mainboard;

• É uma placa de circuito impresso:– PCB – Printed Circuit Board;

• Responsável pela interação entre dispositivos de Hardware;

• Possuí conexões elétricas entre dispositivos (barramentos).

Placa-Mãe

• Possuem conjuntos de chips e componentes eletrônicos responsáveis por gerenciar algumas tarefas básicas, tais como:

– Distribuição da alimentação elétrica do hardware conectado à placa mãe;

– BIOS: Basic Input/Output System:

• Sistema básico de entrada e saída;

– Controle de trafego em barramentos.

Placa-Mãe

• O conjunto de chips (chipset) da placa é a coleção de controladores dos barramentos e outros componentes de hardware integrados à Placa-mãe que determinam as capacidades de hardware do sistema:

Placa-Mãe e seus BarramentosCPU

Ponte Norte (controlador de memória)

Ponte Sul (controlador

de E/S)IDE, SATA, USB, ...

Pla

ca d

e v

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PC

I

Enca

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s d

e M

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Enca

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CI

Flash Rom(BIOS)

Super I/O Porta Serial

Porta ParalelaDisco Flexível

TecladoMouse

Cabos e portas externas

FSBGráfico de alta

velocidade (AGP ou PCI Express)

Barramento de Memória

Barramento PCI

Barramento LPC

Placa-Mãe “onboard”

• “Onboard” é o termo utilizado para distinguir as placas-mãe que possuem um ou mais dispositivos de expansão integrados. Por exemplo, há modelos que têm placa de vídeo, som, modem ou rede embutidos na própria placa-mãe.

Exercício

• Defina, através de suas palavras, o que é um sistema computacional?

• O que é, para que serve, onde fica e cite exemplos de tarefas da BIOS da placa-mãe?

• Para você, qual é a relação existente entre Hardware e Software?

• Pesquise e explique o que é USB.