O Sistema de Computação

O Sistema de Computação
Arquitetura de Computadores
Prof. Vilson Heck Junior
O Sistema de Computação
INTRODUÇÃO
Introdução
• Sistemas Computacionais podem ser
divididos em camadas:
Aplicativos
Sistema Operacional
Hardware
Computador - Arquitetura
Controladores de E/S
CPU
Controlador
Controlador de
de Discos
Interface de Rede
Memória
Controlador
Principal
de Impressoras
Controlador
de Teclado
Barramento Interno
Controlador de...
Computador - Hardware
Notebook - Hardware
Smartphone - Hardware
Hardware - Arquitetura
Memória
principal
E/S
Barramento
do sistema
CPU
O Sistema de Computação
ENTRADA E SAÍDA
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
Memória
principal
E/S
Barramento
do sistema
CPU
O Sistema de Computação
CPU / PROCESSADOR
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
Placa Mãe
Ventilador
Dissipador
CPU
CPU / Processador
Ventilador
Dissipador
Placa Mãe
CPU
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
Memória
principal
E/S
Barramento
do sistema
CPU
O Sistema de Computação
MEMÓRIA PRINCIPAL
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
Memória
principal
E/S
Barramento
do sistema
CPU
O Sistema de Computação
BARRAMENTO DO SISTEMA
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 Barramentos
Barramento
PCI
Ponte Norte
(controlador
de memória)
Barramento de
Memória
Ponte Sul
(controlador
de E/S)
Cabos e portas
externas
IDE, SATA, USB, ...
Barramento
LPC
Flash Rom
(BIOS)
Encaixes de Memória
FSB
Encaixes de Memória
Gráfico de alta
velocidade (AGP
ou PCI Express)
Encaixes PCI
Encaixes PCI
Placa de vídeo
CPU
Super I/O
Porta Serial
Porta Paralela
Disco Flexível
Teclado
Mouse
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 placamãe?
• Para você, qual é a relação existente
entre Hardware e Software?
• Pesquise e explique o que é USB.