Componentes básicos de um computador.pdf

Arquitectura computadores

1. COMPONENTES
BÁSICOS DE UM
COMPUTADOR
Processador –Memória –Bus/Barramento–Periféricos
Carlos Pereira 2014/2015
Rui Lemos

2. Esquema básico
Bus ou Barramento
PeriféricosProcessador
Memória
Carlos Pereira 2014/2015

3. Os principais elementos do computador
Oprocessador(oumicroprocessador)éresponsávelpelotratamentode
informaçõesarmazenadasnamemória(programasemcódigomáquinae
dados).
Amemóriaéresponsávelpeloarmazenamentodosprogramasedos
dados.
Periféricos,quesãoosdispositivosresponsáveispelasentradasesaídas
dedadosdocomputador,ouseja,pelasinteraçõesentreocomputadoreo
utilizador.Exemplosdeperiféricossãoomonitor,teclado,rato,
impressoras,etc.
Barramento,queligatodosestescomponenteseéumaviade
comunicaçãodealtodesempenhoporondecirculamosdadostratados
pelocomputador.
Carlos Pereira 2014/2015

4. Índice
•1 –Barramento (5)
•1.1 -Classificação da informação que passa no Barramento (6)
•1.2 -Tipos de barramento (Sistema e E/S) (7)
•1.2.1 -Caracterização do barramento de E/S quanto à sua aplicação (9)
•1.3 -Pedidos de Interrupção IRQ -interrupt request (11)
•1.4 -Acesso Direto a Memória (Direct Memory Access-DMA)
•1.5 -Evolução histórica do BUS (15)
Carlos Pereira 2014/2015

5. Barramento
•Barramento(eminglêsbus)éumcomponenteda
arquiteturadocomputador,atravésdoqualserealizamas
comunicaçõesdentrodosistema.
•OBarramentoéocomponentedaarquiteturado
computadorqueinterligatodososcomponentesdo
computador.Trata-sedumconjuntodecondutores
elétricosatravésdosquaispassamtrêstiposde
informação:
Dados
Endereços
Controlo
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6. •Dados,transferidosbitabitporcadaumdoscondutores;
•Endereços,queindicamolocaldedestino/origemdos
dados;
•Controlo,comosinaisderelógio,sinaisdeinterrupção,
etc..
Classificação da informação que passa no Barramento
Carlos Pereira 2014/2015

7. Tipos de barramento
Sistema e E/S
•BarramentoLocal(oudeSistema),que
interligasincronamenteCPUememória.Éapartedo
barramentoquemelhordesempenhodeveráterno
sistema,poisinterligaosdoisprincipaiseinsubstituíveis
componentesdosistema;
•BarramentodeEntrada/Saída(E/S),queinterliga
todososoutrosdispositivosaobarramentolocal
sendoasuavelocidadeelargura(emnºdebits)
substancialmentemenorqueadobarramentolocal.
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8. Esquema do barramento
RAMCPUBARRAMENTO local
interfaceBarramento de E/S
RAM
Cache
Dispositivos de
E/S Externos
Carlos Pereira 2014/2015

9. Caracterização do barramento de E/S
quanto à sua aplicação
•Interna,queserveparaligardispositivosnormalizados
eexistentesempraticamentetodososcomputadores
pessoais:teclado,portassérie/paralelas,drivedecd/dvd;
•Externa,queservecomoformadeexpandiras
característicasdocomputadoracrescentandonovos
dispositivos.Estesdispositivos,interligam-secomo
sistemaatravésdeconectores(normalizadosparacada
barramento)eobedecendoàsregrasdeacessoao
barramento;
•InternaeExterna.
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10. Esquema de barramento local, interno e
externo
Barramento local
T<TecladoPorta sériePorta paralelaDrives (CD;DVD)
Barramento Externo
Barramento Interno
Memória
Dispositivos externos
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11. Pedidos de Interrupção
IRQ -interrupt request
•Ospedidosdeinterrupção(IRQ-interruptrequest)servem
paraoCPUcoordenarastransaçõesentreosdiversos
componentesdosistemanoacessoamemóriaebarramento.
Estefuncionamentoénecessáriopoisapenasumdispositivopode
acederaobarramentoememórianumdadomomento.Semaisdoqueum
dispositivoacederemsimultâneoacomunicaçãoéimpossível.
•Paraisso,cadadispositivotemassociadoumIRQ(numérico)
úniconosistema,queoidentificaelheconferediferentes
prioridades.
•Pornorma,umcomputadorpessoaldispõedeváriosIRQ’s,que
sãodistribuídospelosdispositivosnoarranque.Cadadispositivo
deverárequisitarumIRQqueaindanãotenhasidorequisitado,
oqueaacontecerprovocaráconflitosdecomunicaçãograves.
Carlos Pereira 2014/2015

12. IRQ-interrupt request -Pedidos de
Interrupção
Carlos Pereira 2014/2015

13. Acesso Direto a Memória
(Direct Memory Access-DMA)
•Problema-OCPUéresponsávelpelatransaçõesentre
periféricosememória,oquequerdizerqueoCPUestá
completamentededicadoàcomunicaçãoenquantoestase
realiza.Seestádedicadoatarefasdecomunicaçãoentãonãorealizao
processamentodasinstruçõespropriamenteditas,oquefazdiminuiro
desempenhogeraldosistema.
•Soluçãodoproblema-asoluçãoencontradafoi
implementarforadoCPUacapacidadedegeriroacessoà
memóriaebarramento.Estacapacidadedenomina-se
AcessoDiretoaMemória(DirectMemoryAccess-
DMA)eestáimplementadoexteriormenteaobarramentoe
aosdispositivos,ouseja,éimplementadocomoumnovo
componentedaarquitetura(PC).
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14. Esquema DMA
•Conclusão-Cada
dispositivodispõedeum
canaldeDMAqueutiliza
parainformaro
controladordeDMAdo
pedidodetransferência
dedados.Ocontrolador
DMAporsuavez,realiza
astarefasde
comunicaçãosema
participaçãodoCPU
quecontinuaráarealizar
assuasinstruções.
Carlos Pereira 2014/2015

15. Evolução histórica do BUS
Barramentos da placa mãe (Internos)
•Barramentos: ISA, AGP, PCI, PCI Express, AMR e outros
•Barramento ISA (IndustryStandard Architecture)
•Barramento PCI (Peripheral Component Interconnect)
•Barramento PCI-X (PeripheralComponentInterconnectExtended)
•Barramento AGP (AcceleratedGraphicsPort)
•Barramento PCI Express
•Barramentos AMR, CNR e ACR
Barramentos fora da placa mãe (externos)
•BarramentoSATA (Serial Advanced Technology Attachment)
•TecnologiaUSB (Universal Serial Bus)
•Tecnologia FireWire(IEEE 1394)
Carlos Pereira 2014/2015

16. MOSFET = transístor
http://www.youtube.com/watch?v=tz62t-q_KEc
Carlos Pereira 2014/2015