Estrutura dos Computadores -...
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Estrutura dos Computadores
Arquitetura de Computadores
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Noções de Computador
• Hardware:
– Componentes mecânicos e eletroeletrônicos
• Software:
– Sequência de instruções e comandos que fazem o computador realizar determinada tarefa
– Programas de computador
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Resumo histórico
3000 B.C., abacus: 4 operações
1642, Pascaline; adição (Blaise Pascal aos 18 anos)
1694, Gottfried Wilhem von Leibniz extendeuPascaline para incluir multiplicação
1769, Turk; Primeira máquina de xadrez
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Resumo histórico (sec XIX)
1820, “O Arithometro” por Charles Xavier Thomas de Colmar; 4 operações
1832, motor analítico por Charles Babbage e Ada
Lovelace; coputador de uso geral movido a
vapor
1889, Tabulating Machine Company - Herman
Hollerith; Censo dos EUA em 6 semanas em vez
de 7-10 anos
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Resumo histórico (sec XX)
1937, Modelo teórico Máquina de Turing
1944, Howard Aiken; 1º computador 100% eletrônico para a marinha dos EUA
1944, Eniac; 30 toneladas, 5000 instruções por segundo, consome a energia de uma cidade
1944, John von Neumann introduziu os conceitos da arquitetura moderna de computadores
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Resumo histórico
1956, IBM Stretch; transistores substituem tubos a vácuo
~1957, primeiras linguagens de programação de alto-nível (COBOL, FORTRAN), computadores operam 100.000 ips.
1958, Jack Kilby ; circuito integrado; mais rápidos, menores 1-10 mips.
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Resumo histórico
1970’s Surgem microcomputadores comerciais (Commodore, Radio Shack, Apple)
1980’s; Atari, PacMan , video games
1981, IBM PC
1984, Apple Macintosh , 10-100 mips.
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Resumo histórico
1990s PC operam entre 1-2 GHz, 1-2 kmips1000
1997, Deep Blue da IBM vence Gary Kasparov
2000, mais computadores que TVs são vendidos
2002, Microsoft fatura 7.1 bilhoes de dolares/ano
Hoje, PC 2-4 GHz (2-10 kmips)
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MODELO DE TURING
A idéia de um dispositivo de computação universal foi descrita, pela primeira vez, por Alan Turing, em 1937
Turing propôs que toda a computação poderia ser realizada por um tipo especial de máquina, denominada Máquina de Turing
Modelo de Computador Baseado na Máquina de Turing
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Por volta de 1944-1945, John Von Neumannpropôs uma arquitetura para computadores cujo hardware fosse dividido em quatro subsistemas:
MODELO DE VON NEUMANN
1) Unidade Central de Processamento: Responsável pelo controle de fluxo e execução das instruções de acordo com o programa (cérebro).
2) Unidade de Lógica e Aritmética: onde estão as operações lógicas e cálculos aritméticos (músculos).
3) Armazenamento (memórias): Primária (RAM) e secundária (dispositivos de armazenamento).
4) Unidades de entrada e saída: Mouse, teclado, monitor, caixa de som, disp. de comunicação de dados.
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Unidadesde
Entrada
Unidades de SaídaDados
Resultados
Memória Principal
Unidade Central de Processamento
(CPU)
Processamento
Memória Secundária
Arquitetura Geral de um ComputadorJohn Von Neumann (1946)
A CPU processa os dados presentes na MemóriaPrincipal de acordo com o Programa previamente carregado na Memória Principal
(UC)
(ULA)
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Arquitetura de um computador
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Dispositivos de Entrada e Saída
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Smartfone
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Estrutura de umMicrocomputador
Partes de um microcomputador
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Microcomputadores
01- Monitor
02- Placa-Mãe
03- Processador (CPU)
04- Memória RAM
05- Placas de Rede, Som, Vídeo...
06- Fonte de Energia
07- Leitor de CDs e/ou DVDs
08- Disco Rígido (HD)
09- Mouse (Rato)
10- Teclado
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Gabinete
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PSU ou Fonte
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Função da placa mãe:• Criar meios para que o processador (CPU) possa comunicar-se com componentes do computador • Ex.: periféricos, memórias, placas de vídeo etc.
Placa-Mãe
Central
Processing
Unit
(UC + ULA)
DDR SDRAM
(Memória)
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BUS
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PS3
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PS3
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Processador ou CPU
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ProcessadorOs principais blocos que constituem um processador podem ser identificados como sendo:
• Cache e conjunto de registos para armazenar temporariamente a informação que vem da memória ou os valores de variáveis
• (ULA) Unidades de cálculo funcionais (aritméticas, lógicas, de vírgula flutuante,...) para operar as variáveis
• (UC) Unidade de controle – emite a sequência de sinais adequados, controle de fluxo e gerenciamento de recursos
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Armazenamento
• Memória: Memória primária
• Armazenamento secundário
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Double Data Rate (DDR) SDRAM
Synchronous dynamic random access memory
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Memórias
• Memória ROM/Flash: BIOS
• Memórias cache: dados em uso no processador
• Memória RAM: dados em uso na sessão
• Memória secundária: repositório de dados
• Memória terciária: removível
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Memória
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HD
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Envólucro
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Controle do servo e interface
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DVD
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Gravação de Bits em meio ótico: CD e DVD
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Evolução do armazenamento de dados
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Armazenamento hoje
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Displays
CRT/TFT
LED-backlit LCD/OLED
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