IFPE Campus Garanhuns – Curso Técnico em Informática 1 Sexta-feira, 9 de Setembro de 2011...

IFPE Campus Garanhuns – Curso Técnico em Informática

1 Sexta-feira, 9 de Setembro de 2011Motherboard

Arquitetura de Computadores




7Placa MãePlaca Mãe

Prof. RomeroProf. [email protected]




• Arquitetura de PC´s– Conceitos como CPU, memória,

dispositivos de entrada e saída.– Especificamente sobre processadores,

memórias, chipsets, dispositivos de entrada e saída, interfaces, canais de DMA, interrupções.




Processador




Bits Internos do Processador• Quanto maior é o número de bits de um processador, mais veloz poderá• realizar cálculos e processamento de instruções em geral. • Ex:

• 8 bits 0 a 255• 16 bits 0 a 65.535• 32 bits 0 a 4.294.967.295

• Suponha por exemplo que um processador de 16 bits precise realizar a• operação 245.818.768 + 978.798.423. Ambas as parcelas desta adição não

podem ser representadas em um grupo de 16 bits. Portanto, deve ser realizada por etapas.

• Um processador de 32 bits é capaz de representar e operar tais números de forma direta, o que faz com que o cálculo seja feito, no mínimo duas vezes mais rápido.




Bits Externos do Processador

• A velocidade de transferência de dados entre o processador e a memória depende de diversos fatores, e um dos principais é o número de bits do seu barramento de dados (data bus).

• O barramento de dados é um conjunto de sinais digitais que ligam o processador à memória e aos dispositivos de entrada e saída de dados.




Capacidade de Endereçamento

• fator que não está exatamente relacionado com a velocidade, e sim, com a capacidade de manipular grandes quantidades de dados.

• A capacidade de endereçamento nada mais é que o máximo tamanho que pode ter a memória, ou, seja, o número máximo de células de memória que um processador consegue acessar.




Tabela de Endereçamento




Memória Cache

• Caches L1 e L2• Por quê Cache? No início de 2001,os

processadores mais velozes operavam entre 1000 e 1500 MHz, mas as memórias mais rápidas operavam entre 200 e 400 MHz.

• Se não existisse a cache, o processador teria que trabalhar diretamente com a memória RAM, que é muito lenta, o que prejudicaria bastante o seu desempenho.




Memória Cache

• Como a cache fica mais rápida que a memória externa?

• Usa módulos de memória do padrão SRAM (static), mais rápidas que as convencionais DRAM (dinamic).




Sequência mostrando respectivamente as Caches do 386, 486




• Nova linha Intel Core - • Intel Advanced Smart

Cachecache multi-core otimizado que melhora a performance e a economia através do aumento da probabilidade de que cada núcleo de execução de um processador dual-core possa acessar dados de um sub-sistema com cache mais eficiente e com melhor performance. Para conseguir isto, a Intel compartilha um cache Level 2 (L2) entre os núcleos.




• AMD Athlon™ 64 FX

• ProcessorAMD Athlon™ 64

• Frequency 2600Mhz

• L1 Cache128KB

• L2 Cache1M

• Socket 939




Unidade de ponto flutuante• Os velhos processadores 8086 e 8088 podiam operar em

conjunto com um chip auxiliar chamado 8087.

• Este chip era chamado de processador (ou coprocessador) matemático.

• Outros processadores mais avançados como o Pentium também possuem o coprocessador matemático interno. O mesmo ocorre com todos os processadores produzidos depois do 486, todos possuem um coprocessador matemático embutido.

• Esta parte do processador é chamada atualmente de unidade de ponto flutuante (FPU, ou Float Point Unit).




Mapas de memória e de E/S• De um modo geral podemos dizer que o processador é capaz

de ler e escrever dados em duas categorias de circuitos:

• a) Memória: São as ROMs e RAMs localizadas na placa de CPU e nas placas de expansão.

• b) Entrada e saída: Em inglês “Input/Output” (I/O). São circuitos representados pelas interfaces de diversos dispositivos como drives, disco rígido, teclado, impressora, monitor, mouse, etc.




Mapas de E/S

• Endereços X Interface que os utiliza:

• 000-01F Controlador de DMA (placa de CPU)• 020-03F Controlador de interrupções (placa de CPU)• 040-05F Timer (placa de CPU)• 060-06F Controlador de teclado do AT• 070-07F Chip CMOS• 080-09F Registro de página de DMA (placa de CPU)• 0A0-0BF Segundo controlador de interrupções (CPU)• 0C0-0DF Segundo controlador de DMA (placa de CPU)• 0F0-0F1 CLEAR e RESET do coprocessador• 170-177 Controladora IDE secundária• 1F0-1F7 Controladora IDE primária• 200-207 Interface de joystick• 278-27F Porta paralela• 2E8-2EF Porta serial COM4• 2F8-2FF Porta serial COM2• 370-377 Interface de drives secundária• 378-37F Porta paralela• 3B0-3BF Placa de vídeo MDA e HÉRCULES• 3C0-3CF Placa VGA• 3D0-3DF Placas CGA e VGA• 3E8-3EF Porta serial COM3• 3F0-3F7 Interface de drives primária• 3F8-3FF Porta serial COM1




InterrupçõesA interrupção é uma operação de hardware na qual o processador suspende provisoriamente a execução de um programa para o atendimento de umdeterminado evento. Essa suspensão dura tão pouco que o usuário não chega a perceber que o programa parou (milésimos de segundo).




Compartilhando Interrupções




DMA (Direct Memory Access)




DMA

• Usada em:• Interface de drives de disquetes• Placas controladoras SCSI• Placas de som• Placas de interface de scanner• Placas digitalizadoras de vídeo• Interface paralela operando no modo ECP




Bus Mastering• O barramento PCI não opera com DMA• Método Bus Mastering é usado nas interfaces ligadas

ao barramento PCI:• Placas de rede• Placas de som• Placas de vídeo AGP• Interfaces IDE• Interfaces USB• Controladoras SCSI• Digitalizadoras de vídeo• o Bus Mastering não gera conflitos de hardware,

como pode ocorrer com o DMA.




• 1 PS2_USB_PWR1 jumper

• 2 FID Jumpers (FID0, FID1, FID2, FID3)

• 3 CPU fan connector (CPU_FAN1)

• 4 CPU socket

• 5 North Bridge controller

• 6 184-pin DDR DIMM slots (DDR 1- 2)

• 7 ATX power connector (ATXPWR1)

• 8 FSB select jumpers (FSB_SEL1)

• 9 Secondary IDE connector (IDE2, Black)

• 10 Primary IDE connector (IDE1, Blue)




• 11 AGP slot (AGP1)

• 12 South Bridge controller

• 13 Clear CMOS (CLRCMOS1, solder points)

• 14 Chassis fan connector (CHA_FAN1)

• 15 External speaker connector (SPEAKER 1)

• 16 Power LED Connector (PWR_LED1)

• 17 System panel connector (PANEL1)

• 18 Clear CMOS (CLRCMOS2, 2-pin jumper)

• 19 Floppy connector (FLOPPY1)

• 20 USB 2.0 header (USB45, Blue)




• 21 Infrared module connector (IR1)

• 22 AMR slot (AMR1)• 23 Serial port connector

(COM1) • 24 JL1 jumper• 25 JR1 jumper • 26 Front panel audio

connector (AUDIO1)• 27 PCI slots (PCI 1- 2) • 28 AUDIO CODEC• 29 Internal audio

connector: CD1 (Black) • 30 Internal audio

connector: AUX1 (White)• 31 LAN PHY




• 2 – Chipset• 3 – Soquete para o processador• 4 – Soquetes para as memórias• 5 – Conector para a fonte de

alimentação• 6 – Chaves de configuração• 7 – Interface IDE• 8 – Interface para drives de

disquetes• 9 – Interface IDE• 11 – BIOS• 15 – Super I/O• 16 – Chipset• 18 – Slot AMR• 19 – Slots PCI• 22 – Slot AGP• 23 – Conectores de áudio• 26 – Conector da porta paralela• 28 – Conectores USB• 29 – Conectores para teclado e

mouse




Chipset

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