Organizacao e estrutura de Computadores

Organizacao e estrutura de Computadores

1. Profª MSc. Suzana Mota
Arquitetura e Organização de
Computadores
Aula: Organização e estrutura de computadores.

2. Hoje você vai aprender:
●Identificar a diferença entre os conceitos de
Arquitetura de computadores x Organização de
Computadores.
●Observar a evolução histórica dos computadores.
●Definir qual é a estrutura básica de um computador.
●Compreender quais são os dispositivos que formam
um computador e suas funcionalidades.

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3. 3




Organização de
Computadores








Arquitetura de
Computadores

4. Arquitetura de Computadores
Atributos de um sistema,
visíveis a um programador,
com um impacto direto na
execução lógica de um
programa.
Exemplo:
●Conjunto de instruções
●Número de bits utilizados
para representação dos dados
●Formas de endereçamento de
um dado.
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5. Organização de Computadores
A forma como uma
arquitetura é materialmente
implementada.
Também é chamada de
microarquitetura.
Exemplo:
●Detalhes de hardware
●Interface entre periféricos
●Tecnologia de Memória
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6. Arquitetura x Organização de Computadores

6
Arquitetura
Organização

7. Arquitetura x Organização de Computadores

7
Mesma arquitetura, diferente organização

8. Motivação

Saber como o computador funciona e
como seus dispositivos são organizados
nos permitirá:
●Entender como resolver problemas.
●Questionar soluções.
●Como implementar tecnologias
melhores e mais robustas.
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9. Computação & Sociedade

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11. Máquina de Pascal - 1642
O matemático francês
Blaise Pascal desenvolveu
o que pode ser chamado
de primeira calculadora
mecânica da História.
Fazia operações de adição
e subtração.

12. Álgebra de Boole - 1847
Sistema lógico que
reduzia a representação
de valores através de
dois algarismos: 0 ou 1.
Na Álgebra de Boole existem apenas três operadores E, OU e NÃO (AND, OR, NOT).
Estas três funções são as únicas operações necessárias para efetuar comparações ou as
quatro operações aritméticas base.

13. Máquina de Hollerith - 1890
Foi utilizada no Censo dos EUA, para
computar perguntas cujas respostas
fossem Binárias.
Em 1896, Hollerith fundou a Tabulating
Machine Company para vender sua
invenção.
A companhia tornaria-se parte da IBM
em 1924.

14. Máquina de Hollerith - 1890

A tecnologia começou a ser utilizada,
para controlar a entrada e saída de
funcionários de empresas.

15. 1 Geração: Válvulas
ENIAC - Electronic Numerical
Integrator And Computer
Foi construído em 1946 para
realizar cálculos de balística para
o exército americano.

16. 1 Geração: Válvulas
A válvula é um tubo de vidro, similar a
uma lâmpada fechada, possuia eletrodos,
para controlar o fluxo de elétrons
As válvulas aqueciam bastante e
costumavam queimar com facilidade.
O armazenamento dos dados era
realizado em cartões perfurados.

17. 2 Geração: Transistores (1959 a 1964)
As válvulas foram substituídas por
Transistores.
A tecnologia de circuitos impressos
também foi desenvolvida, evitando
que os fios e cabos elétricos ficassem
espalhados por todo lugar.
Os computadores começaram a ser
utilizados comercialmente.

18. 2 Geração: Transistores (1959 a 1964)
As primeiras linguagem de
programação começaram a surgir:
Assembly
Fortran
Cobol

19. 3 Geração: Circuitos Integrados (1964 a 1977)
Utilização dos circuitos integrados,
feitos de silício ou microchips.
Eles eram construídos integrando um
grande número de transistores, o que
possibilitou a construção de
equipamentos menores e mais
baratos.

20. 3 Geração: Circuitos Integrados
O processo de fabricação que
possibilitava a construção de vários
circuitos simultaneamente,
facilitando a produção em massa e
diminuindo os custos.
Além disso, um conjunto de
periféricos eram vendidos conforme
a necessidade do cliente.

21. 4 Geração: Computadores Pessoais (1977 a 1991)
O ALTAIR era vendido como um kit e
foi a partir dele que pessoas comuns
começaram a ter computadores.
Foi uma revolução na época, pois
com os periféricos de teclado e vídeo
tudo se tornava mais simples.

22. 4 Geração: Computadores Pessoais
O Apple 1 foi lançado no fim dos
anos 70 e podia ser conectado a
TV.
Utilizava fitas k7 para armazenar
dados.

23. 5 Geração: Computadores e Dispositivos Pessoais (1991 a atualmente)
Esta geração trouxe inúmeras
inovações, tais como o processador
de 64 bits, discos rígidos de grande
capacidade, memórias de trabalho e
processamento cada vez maiores e
interconectividade.

24. O que é um computador?
“Dispositivo capaz de realizar
uma série de tarefas de acordo
com uma sequência de
instruções específicas de um
programa (software).”
TANENBAUM, Andrew.
24

25. O que faz um computador?

25

26. Função básica do Computador

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DADOS
(entrada)
INFORMAÇÃO
(saída)
PROCESSAMENTO

27. 27
Relembrando a história
Os primeiros computadores
tinham uma programação difícil.
Precisavam ser reprogramados
manualmente para realizar cada
nova tarefa.

28. 28
Um pouco de história
Após o final da segunda Guerra, John
von Neumann implementou a
arquitetura de uma máquina digital,
chamada de “A máquina de Von
Neumann”.
Foi baseado no conceito de uma
máquina digital capaz armazenar os
programas e dados no mesmo
espaço de memória.

29. 29
A máquina de Von Neumann

30. Unidade de
Entrada
Unidade de Saída
30
Unidade de
Armazenamento
(Memórias)
Unidade Central
de
Processamento
Estrutura básica do Computador

31. Unidade de
Entrada
Unidade de Saída
31
Unidade de
Armazenamento
(Memórias)
Unidade Central
de
Processamento
Estrutura básica do Computador

32. Dispositivos de Entrada



Inserem informações
no computador.
Também chamados de
dispositivos de INPUT.

32

33. Unidade de
Entrada
Unidade de Saída
33
Unidade de
Armazenamento
(Memórias)
Unidade Central
de
Processamento
Estrutura básica do Computador

34. Processador

É possível encontrar vários tipos possíveis de
processadores em um computador:
CPU: Unidade Central de Processamento
GPU: Unidade Gráfica de Processamento
34

35. CPU

Unidade Central de
Processamento.
Realiza todas as funções de
cálculo e tomada de decisão
de um computador.

35

36. CPU
36 Fonte: Tanenbaum, 2009

37. GPU
37
GPU é um processador que
trabalha de maneira dedicada
a atividades de vídeo dentro
do computador.
Muito utilizado na área de
games, renderização 3D e
treinamento de modelos de
Deep Learning.

38. Unidade de
Entrada
Unidade de Saída
38
Unidade de
Armazenamento
(Memórias)
Unidade Central
de
Processamento
Estrutura básica do Computador

39. Memórias
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Memória Primária:
-RAM
-ROM
-Cache
Memória Secundária:
-Unidades de armazenamento

40. Memória RAM


Random
Acess
Memory
Memória de trabalho
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41. Memória RAM = Volátil


Armazena temporariamente
os dados, enquanto o
computador está ligado.
Quando o computador é
desligado todo o conteúdo da
memória é apagado.
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42. Diferentes tipos de Memória RAM

43. Memória ROM
Memória do tipo não volátil, ou seja, que
não perde as informações quando o
computador é desligado.
Read
Only
Memory
Significa Memória de Somente Leitura
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44. Memória ROM
A função da memória ROM é oferecer
dados apenas para leitura.
Normalmente, a ROM é utilizada para
armazenar firmwares, pequenos
softwares que funcionam apenas no
hardware para o qual foram
desenvolvidos e que controlam as
funções mais básicas do dispositivo
44

45. Memória ROM
A BIOS é um firmware gravado na
memória ROM que carrega as
configurações mais básicas do
sistema antes de inicializar o
sistema operacional propriamente
dito.
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46. Memória Cache
Memória que trabalha em
conjunto com o
processador.
É memória mais rápida
do computador.
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47. Memória Cache + Processador

47

48. Memórias Secundárias
São memórias do tipo não
volátil e memórias que
ajudam o computador a
guardar informações.
Ex: CD, DVD, Pen Drive,
HD, Cartão de Memória,
Disquete.
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49. HD



Hard Disk ou Disco Rígido.
Armazena os dados do
computador.

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50. HD: Como funciona?

Para ler e gravar dados no
disco, são usadas cabeças de
leitura eletromagnéticas que
são presas a um braço móvel, o
que permite seu acesso a todo
o disco.

51. SSD

Disco de Armazenamento.
Solid
Slate
Drive
Significa: Drive em Estado
Sólido

52. SSD: Como funciona?

Baseados em Memória Flash,
dos pen drives e cartões de
memória.
Armazena os dados utilizados
procedimentos eletrônicos.

53. HD - Hard Disk

VANTAGENS DESVANTAGENS
É barato É sensível a quedas
Alta capacidade de
armazenamento a baixo
custo
Faz barulho
Esquenta Muito
Consome muita energia

54. SSD

VANTAGENS DESVANTAGENS
É mais rápido É mais caro
É extremamente silencioso Limitação de
leitura/gravação
Baixo consumo de energia
Não esquenta
Não é sensível a quedas

55. Unidade de
Entrada
Unidade de Saída
55
Unidade de
Armazenamento
(Memórias)
Unidade Central
de
Processamento
Estrutura básica do Computador

56. Dispositivos de Saída



Exibe informações
do computador
para o usuário.
Também chamados
de dispositivos de
OUTPUT.

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57. Unidade de
Entrada
Unidade de Saída
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Unidade de
Armazenamento
(Memórias)
Unidade Central
de
Processamento
Estrutura básica do Computador

58. Hoje aprendemos:
●Identificar a diferença entre os conceitos de
Arquitetura de computadores x Organização de
Computadores.
●Observar a evolução dos computadores.
●Definir qual é a estrutura básica de um computador.
●Compreender quais são os dispositivos que formam
um computador e suas funcionalidades.

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59. Referências Bibliográficas
TANENBAUM, Andrew S.;
ZUCCHI, Wagner Luiz.
Organização estruturada de
computadores. Pearson Prentice
Hall, 2009.


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NULL, Linda; LOBUR, Julia.
Princípios básicos de arquitetura
e organização de computadores.
Bookman Editora, 2009.


WHITE, Ron. Como funciona
o computador. Editora Quark,
1993.

60. Exercício de Fixação

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61. Exercício de Fixação

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62. Exercício de Fixação

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63. Exercício de Fixação

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64. Para a próxima aula:



Entrega e correção da resolução de Exercícios.


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65. Material disponível



Google Classroom
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