Unidade II Hardware Prof. Luciano R. Coutinho © 2001,02,07 Introdução a Informática.
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Unidade IIHardware
Prof. Luciano R. Coutinho
© 2001,02,07
Introdução a Informática
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Tópicos
O Computador Arquitetura de Von Newmann Dispositivos de Entrada Dispositivos de Saída Processamento de Informação Unidade Central de Processamento Memória Interna Armazenamento Secundário
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ComputadorO HardwareA parte física, tangívelComponentes • Mecânicos• Elétricos• Eletrônicos
O SoftwareA parte lógica, intangível• Programas• Sistema Operacional• Bases de Dados
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Arquitetura Von Newmann (1946)
Esquema do Hardware
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Um “desktop” típico
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Dispositivos de Entrada
Anatomia de um teclado Dipositivos Apontadores
Mouses Trackball & JoySticks Touchpad e Pointing
Stick Outros
Reconhecimento ótico Scanners
Multimídia Microfones Câmeras
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Anatomia de um teclado
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Mouses
O dispositivo apontador mais comumDiversos tipos:
Mecânicos – uma pequena esfera na parte inferior rola quando o mouse é movimentado.
Ópticos – usa um feixe de luz para monitorar o movimento do mouse.
Sem fio – usa ou infravermelho ou ondas de rádio, em vez de um fio, para conectar-se ao computador.
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Trackbal & Joystick Trackball:
Variação do mouse mecânico. O usuário rola a esfera direto com o
dedo. Freqüentemente, incorporado a
computadores laptop.
Joystick: Alavanca curta com um pegador. A distância e a velocidade do movimento
controlam a posição do ponteiro. Pressionar o gatilho faz com que as
ações se desenvolvam.
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Toucpad & Pointing stick
Touchpad: Superfície retangular sensível a pressão. Deslizar o dedo sobre a superfície faz o
ponteiro se movimentar. Um toque com o dedo é reconhecido
como um clique.
Pointing stick (bastão apontador):
Pequena haste sensível a pressão montada no centro do teclado.
Empurrar a haste em qualquer direção provoca um movimento do ponteiro.
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Outros dispositivos Apontadores Mesa gráfica:
O usuário movimenta uma caneta gráfica ou “puck” na superfície da prancha.
Usada para criar ou traçar desenhos precisos.
Telas sensíveis (Touch screen): Permite ao usuário tocar itens na tela. A posição do dedo na tela determina o item a ser
introduzido no sistema. Usadas em quiosques em locais públicos, como
shopping centers.
Computação baseada em caneta: Usa um estilo similar a uma caneta eletrônica para
introduzir dados. Muito usada em PDAs ou pocket PCs.
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Reconhecimento Ótico
Usa um feixe de luz para escanear dados e convertê-los em sinais elétricos.
Scanners Imagens OCR
(Optical Character Recognition)
Códigos de Barras
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Microfones, ...
... câmeras fotográficas, ...
... câmeras de vídeo, etc.
Entrada Multimídia
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Dispositivos de Saída
TelasImpressorasMultimídia
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Telas
A tela faz parte do monitor do computador: A saída de tela é conhecida
como soft copy. Intangível e temporária
Formas comuns: Tubo de raios catódicos (CRT) Telas planas
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Telas CRT
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Telas Planas
Monitor de cristal líquido (LCD): Originalmente usado em laptops, mas está
ganhando espaço em computadores de mesa.Vantagens (sobre CRT)
Muito delgadas (somente algumas polegadas). Produzem texto e imagens mais nítidas Mais fácil para a visão.
Tecnologias Matriz ativa:
Usa muitos transistores thin-film (TFT). Produz imagens mais claras e pode ser vista
de ângulos maiores. Matriz passiva:
Usa um número menor de transistores. Mais barata e usa menos energia
Plasma gasoso: Suporta telas muito grandes. Tem uma exibição de cores vívidas. Visualizável em ângulos grandes.
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Impressoras
Produzem informação em papel. A saída impressa é conhecida como hard
copy.
Configurações de orientação: Retrato – alinhamento vertical. Paisagem – alinhamento horizontal.
Duas maneiras de imprimir: Impressora de impacto. Impressora de não-impacto.
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Impressoras de Impacto
O contato físico com o papel é necessário para produzir imagens.
Impressora de linha: Imprime uma linha inteira a
cada vez. Tipicamente usada com
computadores mainframe que imprimem relatórios extensos.
Impressora matricial: Possui uma cabeça de
impressão que consiste em uma ou mais colunas de pinos.
Os pinos formam caracteres e imagens como padrões de pontos.
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Impressoras de Não-impacto
Coloca imagens em uma página sem entrar em contato físico com ela.
Impressora a jato de tinta: Borrifa pontos de tinta de múltiplos
esguichos a jato. Pode imprimir tanto em preto-e-
branco como em cores. Mais baratas do que as impressoras
a laser.
Impressora a laser: Usa um feixe de luz para ajudar a
transferir imagens para o papel. Produz saída de elevada qualidade
a velocidades muito altas.
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Saída Multimídia
Projetores, ...
... alto-Falantes, etc.
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Processamento de Informação
Processamento Computador DigitalEntrada & Saída Digitais
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Processamento
Informação implica em entendimento Pessoas lidam com informação
E os computadores? O que significa dizer que computadores tratam
automaticamente informação?
Resposta: Significa que o computador é capaz de manipular apenas
representações formais (codificações) de informação! Se tais representações formais e sua manipulação
implicam em entendimento é uma outra estória ...
Em teoria: entrada : Informação RepFormal processamento : RepFormal RepFormal saida : RepFormal Informação
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Computadores Digitais
Hardware opera apenas com informação codificada em binário!
Ou seja, Entrada : Informação Sequencia{0,1} Processamento : Sequencia{0,1}
Sequencia{0,1} Saída : Sequencia{0,1} Informação
Desde a década de 40, os computadores tem sido digitais
Por que é simples e mais confiável desenvolver equipamentos eletrônicos digitais
Por que, em teoria, qualquer processamento automático possível pode ser expresso como uma função que opera sobre um código binário
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Entrada : Informação {0,1}*
Informação=
Quais as possibilidades?
H = {esquerda, direita,imovel}V = {acima,abaixo,imovel}
Passo = HV
Movimento = Passo1, Passo2, ...
Como a entrada ao lado poderiaser codificada?
Movimento
mousepad
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Entrada : Informação {0,1}*
Informação=
Quais as possibilidades?
Caracter = ..., 0,1, ..., a, b,...
Texto = Caracter1, Caracter2, ...
Como a entrada ao lado poderiaser codificada?Texto
The little fox jumps ...
tecladohttp://equipe.nce.ufrj.br/adriano/c/apostila/tabascii.htm
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Saida : {0,1}* Informação
Saida(00 11 11 01 00) =
Saida(00111000) =
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Unidade Central de Processamento
ComponentesCiclo de Processamento
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Componentes da CPU
Unidade Controle Programável Comanda como todo o
processamento irá ocorrer Fluxo controle Fluxo de dados
Unidade Logica Aritmética
Operações aritméticas: Adição, subtração, multiplicação, divisão
Operações lógicas: Testa uma de três
condições: Condição de igualdade
(igual a) Condição menor que Condição maior que
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Ciclo de Processamento
O processador não pode operar sobre dados diretamente da entrada ou do armazenamento secundário (discos)
Primeiro, eles devem residir na Memória:
A Unidade de Controle recupera dados da entrada e transfere-os para a Memória.
Segundo, dados são enviados ao processador
A unidade de controle requisita à memória itens de dados
Após processamento, a unidade de controle os envia novamente à memória
O ciclo se repete
Dados e instruções permanecem na memória até serem enviados a um dispositivo de saída ou armazenamento secundário.
. .
entrada saída
processamento
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Memória Interna
Tipos RAM ROM Flash
EndereçamentoCapacidade de armazenamento
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Memória de Acesso Aleatório (RAM)
Tipos: RAM estática –
Static RAM (SRAM) RAM dinâmica –
Dynamic RAM (DRAM)Empacotada em placas de circuito:
Módulos de memória lineares de via simples (SIMMS).
Módulos de memória lineares de via dupla (DIMMS).
VOLATIL o conteúdo desaparece
quando há queda de energia.
Dados podem ser acessados aleatoriamente:
O endereço de memória 10 pode ser acessado tão rapidamente quanto o endereço de memória 10.000.000
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Memória Somente de Leitura (ROM)
Contém programas e dados registrados permanentemente na memória pela fábrica.
Não pode ser alterada pelo usuário.
Não-volátil
Chips de ROM programáveis (PROM):
Algumas instruções no chip podem ser alteradas.
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Memória Flash
RAM não-volátil Usada em telefones
celulares, câmeras digitais e computadores manuais (handheld).
Menores do que uma unidade de disco e requerem menos energia.
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Endereços de Memória
Cada localização de memória tem um endereço:
Um número único, como em uma caixa postal.
Pode conter somente uma instrução ou item de dados:
Quando dados são reescritos na memória, o conteúdo anterior desse endereço é destruído.
Referenciado pelo número: As linguagens de
programação usam um endereço simbólico (nomeado), tal como Horas ou Salário.
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Medidas de Memória
Bit = dígito binário 0 ou 1Byte = oito bits
Em geral, cada posição de memória tem o tamanho de um byte
Kilobyte (KB): 1024 (210) bytes.
Megabyte (MB): aproximadamente, um milhão (220) de bytes.
Gigabyte (GB): aproximadamente, um bilhão (230) de bytes.
Terabyte (TB): aproximadamente, um bilhão (240) de bytes.
Atualmente, a memória interna de computadores pessoais começa a ser medide em GB e a memória externa (armazenamento secundário) em TB.
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Armazenamento Secundário
Características Tipos Fitas Magnéticas Discos Magnéticos Discos Óticos Cartões Flash
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Características
Vantagens Não volátil Alta capacidade Mais barata
Desvantagens Acesso mais lento
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Fitas MagnéticasAcesso sequencial
Capacidade• Atualmente há tecnologia para armazenar até 8TB/fita
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Discos Magnéticos
Acesso aleatório Trilhas
Tipos Flexíveis Rígidos
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Discos Óticos
CDs (~ 700MB) CD-ROM – a unidade
somente pode ler dados de CDs.
CD-R – a unidade pode escrever no disco apenas uma vez.
CD-RW – a unidade pode apagar e sobregravar dados múltiplas vezes.
DVDs (> 4GB)
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Cartões Flash
Mesma tecnologia da RAM FlashSó que como dispositivo de armazenamento secundário
Capacidade = dezenas de Gigabytes
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Referencias
Alcalde, E., Garcia, M. e Penuelas, S. Informática Básica. São Paulo: Makron Books, 1991.BEI. Tecnologia da informação para todos. São Paulo, 2002.http://pt.wikipedia.org/wiki/Computador