Sistema Informático

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1.3.
1.3.Componentes
Componentesdum
dumsistema
sistemainformático
informático
Computador
+
HARDWARE
Periféricos
Sistema
Informático
tivo
era
p
aO
tem
Sis
SOFTWARE
s
ç õe
lica
p
A
HARDWARE - representa todos os componentes físicos de um sistema informático, que são o
computador e os periféricos.
SOFTWARE - diz respeito a todos os programas que são executados pelo computador, que podem
ser o próprio sistema operativo e as aplicações que correm sobre este.
Nota: Além do hardware e do software, existe um híbrido destes, o FIRMWARE, que corresponde aos programas
que residam duma forma permanente no computador (nomeadamente em memórias não voláteis).
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1.4.
1.4.Computador
ComputadorDigital
Digital-- Hardware
Hardware
1.4.1. Arquitectura
Fig. 1 - Diagrama de blocos de um computador - Modelo de Von Newman
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1.4.1. Arquitectura
CPU
Memória
Central
Unidade de
Entrada/Saída
Periféricos
Barramento
Unidade Central de Processamento - UCP
(Central Processor Unit - CPU)
Memória (ROM, RAM)
Periféricos /Unidade de Entrada/Saída
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1.4.2. Principais componentes de um computador digital
• Memória Central - na qual se armazenam:
- Os programas, que estipulam ao computador as tarefas elementares a efectuar e a
ordem pela qual devem ser realizadas.
- Os dados, sobre os quais vão ser executadas as tarefas elementares definidas pelos
programas; e
- Os resultados das operações efectuadas sobre os dados.
• A Unidade Central de Processamento (UCP) compreende basicamente duas partes:
- Unidade Aritmética e Lógica, onde se executam as operações aritméticas ou lógicas
elementares estipuladas pelos programas.
- Unidade de Controlo, que extrai da memória, uma a uma, as instruções do programa,
as analisa, e as transforma em sinais de comando a serem obedecidos pelas diversas
partes do computador, assegurando assim, a execução de cada instrução analisada.
• As Unidades de Entrada/Saída permitem a troca de informação com o exterior, comunicando
com os dispositivos periféricos.
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1.4.2.1. Unidade Central de Processamento UCP (Central Processor Unit - CPU)
A
UCP está para um computador, assim como o cérebro está para o ser humano. Este é
responsável pela execução das instruções do software recorrendo a todos os componentes
da arquitectura envolvente para realizar as tarefas que não dependam exclusivamente de
si (leitura do teclado, impressão, apresentação no ecrã, etc.).
Cada CPU possui uma linguagem própria designada por Instruction Set, através da qual o
computador (o CPU mais especificamente) é instruído a executar qualquer programa. Esta
linguagem é composta por sequências binárias.
Suponhamos, que num dado processador pretendemos efectuar a operação 1+5:
0110 0011 (instrução adicionar: “ADD”)
0000 0001 (primeiro operando: “1”)
0000 0101 (segundo operando: “5”)
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1.4.3. Desempenho de um processador
O desempenho de um processador (UCP) pode ser medido em função de dois factores:
* O seu comprimento de palavra (largura do bus) - número de bits utilizado para transferir
dados interna e externamente
* A frequência do relógio, que determina o número de impulsos gerados. MHz - milhões de
impulsos por segundo
Unidade para avaliar o desempenho de um processador
MIPS - milhões de instruções por segundo.
Exemplo:
Um processador (486 DX2) a 66 MHz poderá rondar as 55 MIPS, enquanto um
outro processador (Pentium) com os mesmos 66 MHz atinge, no mínimo, as 112
MIPS
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• O primeiro microprocessador comercial foi concebido pela Intel em 1969, com o nome Intel 4004.
• Durante vários anos a Intel foi o único construtor de microprocessadores comerciais.
• Actualmente, existem vários fabricantes de microprocessadores: Intel, AMD, Cyrix, Motorola, etc.
Tipos de Processadores:
8 bits - utilizam 8 bits para a comunicação interna e externa. Encontram-se praticamente em desuso
ou estão limitados a aplicações pouco sofisticadas, como por exemplo, electrodomésticos e alguns
controladores industriais.
Exemplos: Intel 8080, Zilog Z80, Motorola 6800.
16 bits -
utilizam 16 bits na comunicação (significa que tem a capacidade de manipular 16 bits de
dados de cada vez). Embora tenham sido os sucessores dos anteriores, também são, actualmente, alvo
de pouca utilização.
Exemplos: Intel 80286 (8, 10 e 12 Mhz), em 1982. Também conhecido pela designação 286.
Motorola 68000.
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32 bits -
utilizam 32 bits para comunicação. São actualmente os mais difundidos, embora a sua
esperança de vida seja diminuta, como o passado tem demonstrado.
Exemplos: Intel
• 80386 DX,
DX fabricado a partir de 1985. Integrava cerca de 275 mil transístores e foi o primeiro
microprocessador a comunicar a 32 bits, com frequências de relógio de: 16, 20, 25 ou 33 Mhz;
• 80486 DX,
DX surgiu em 1989, e integrava cerca de 1,200,000 transístores, tendo sido projectado para
velocidades de 25, 33 e 50 Mhz. Foi a primeiro UCP a incorporar um coprocessador aritmético, o que
lhe aumentou a capacidade de processamento, em relação ao modelo anterior;
Nota: antes do 486 DX já existiam outros processadores aritméticos para auxiliarem o
microprocessador nos cálculos aritméticos. Exemplos: 80287, 80387, ...
• 80486 DX4,
DX4 apareceu em 1994, funcionando com frequências entre os 75 e os 100Mhz, e pretendeu
aumentar a velocidade dos computadores, já instalados e baseados nos modelos 486 anteriores;
• Pentium,
Pentium começou a ser comercializado em 1993, tendo a capacidade de processar duas instruções
em cada ciclo de relógio, o dobro do 486, com velocidades típicas de: 75, 100, 120, 133, 166 e 200
Mhz.
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Pentium Pro,
Pro fabricado a partir de 1995. Era adequado para servidores de rede. Foi disponibilizado
com frequências de relógio de: 166, 180 e 200 MHz;
• Pentium MMX (MultiMedia
(MultiMedia eXtensions)
eXtensions), fabricado a partir de Janeiro de 1997, com a finalidade de
aumentar a performance dos processadores no nível gráfico, áudio e vídeo. Integra 57 novas instruções
no desenho do processador. Apresenta frequências de relógio de: 166, 200, 233 ou 300 MHz;
• Pentium II,
II fabricado a partir de Maio de 1997. Utiliza a tecnologia do Pentium Pro, com a integração
das instruções MMX. Apresenta frequências de relógio de: 266, 300, 350, 400 ou 450 MHz;
• Pentium Celeron,
Celeron fabricado a partir de 1998. Utiliza a tecnologia do Pentium II com o objectivo de
obter uma melhor relação performance/custo. Apresenta frequências de relógio de: 300, 333, 366, 400,
466 ou 500 Mhz;
• Pentium III,
III fabricado a partir de 1999. Adiciona 70 novas instruções em relação ao Pentium II,
especialmente vocacionadas para animação e processamento gráfico. Apresenta frequências de relógio
de: 450, 500, 533, 550 ou 600 MHz;
•Pentium IV,
IV fabricado a partir de 2000. É uma evolução do Pentium III. Apresenta frequências de
relógio até 2,2 GHz;
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Última geração de processadores:
Fabricante Designação
Características
INTEL
Velocidades a partir de 150 MHz;
P6 (ou 6x86)
Desempenho de 220 SPECint92 e 215 SPECfp92.
VIA
M1rx
Velocidades a partir de 120 MHz;
Desempenho de 176 a 203 SPECint92.
AMD
K5
Velocidades a partir de 75 MHz;
Desempenho de 109 a 115 SPECint92.
DEC
Alpha 21164A
Velocidades acima de 300 MHz;
Desempenho de 500 SPECint92 e 700 SPECfp92
MIPS
R10000
Velocidades a partir de 200 MHz;
Desempenho de 300 SPECint92 e 600 SPECfp92
SUN
UltraSparc-II
Velocidades a partir de 250 MHz;
Desempenho de 300 a 420 SPECint92 e de 550 a 660 SPECfp92.
HP
PA-8000
Velocidades a partir de 200 MHz;
Desempenho de 360 SPECint92 e 550 SPECfp92
PowerPC
PowerPC620
Velocidades a partir de 133 MHz;
Desempenho de 225 SPECint92 e 300 SPECfp92
As medidas “SPECint92” e “SPECfp92” são padrões de avaliação da capacidade de um processador para efectuar,
respectivamente, operações sobre números inteiros e sobre números reais (floating point).
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