Informática BásicaPrincipais componentes de um sistema informático Sumário • Estrutura genérica • A placa principal ou motherboard • O processador ou unidade Central de processamento • Memórias primárias – ROM e RAM • O bus ou barramento de um sistema infomático • Dispositivos de Entrada(Input) e Saída (output) • Meios de armazenamento secundário • Dispositivos de input/output Objectivos • Após a conclusão desta lição, os estudantes serão capazes de: • Definir o que é um computador • Funcionamento de um computador • Estrutura básica de um sistema informático • Definir hardware e software • Definir Memórias do computador • Definir unidade de processamento • Definir dispositivos de armazenamento • Definir o que são periféricos Estrutura básica de um sistema informático Unidade Central de Processamento (CPU) Dispositivos de saída ( Output) Dispositivos de entrada ( Input) Memórias ou dispositivos de armazenamento FIG.1. estrutura básica de um sistema informático Estrutura geral de um sistema informático • Sistema informático é constituido por: ▫ Processador ou Unidade central de processamento (CPU). ▫ Dispositivos de entrada (input) e dispositivos de saída (output) ou simplesmente periféricos. Dispositivos de entrada: rato, teclado, scanners, etc. Dispositivos de saída: impressora, monitor de video, projector, etc. Dispositivos de entrada e saída: unidades de (drives) de discos, modems, placa de rede, etc Computador FIG. Computador .2. • Daí vem o nome computação. é um conjunto de dispositivos mecânicos. eletrónicos e eletromecânicos. que é o nome do nosso principal objecto de estudo o computador. processa dados. .O QUE É UM COMPUTADOR ? • Computar é processar dados (Informação). • O computador é uma máquina que computa. ou seja. 3. principais componentes um sistema informático .Dispositivos de entrada Unidade Central de processamento Dispositivos de saída Dispositivos de armazenamento FIG. estrutura básica de um sistema informático . 4. considerando o hardware e o software FIG.Estrutura básica de um sistema Informático. windows. etc. Linux. processadores de texto. bases de dados. etc. Software de aplicação: engloba todos os programas de computador que permitem efectuar tarefas de aplicação com interesse para o utilizador.Software de sistema: desempenha a função fundamental de servir de intermédiario ( interface) entre o hardware e o utilizador e os seus programas de aplicação. Mac. Ex: Ms-Dos. . Ex: Folhas de cálculo. Interior de um PC .FIG.5. 6. uma placa principal de um PC .Placa principal ou Motherboard FIG. Secções principais da motherboard • • • • • • • CPU ou Processador Memória RAM( Random Access Memory) Memória ROM( Ready Only Memory) Chips de controlo Slots de expansão Bus ou barramento Conectores . . é também o fundamental.UNIDADE CENTRAL DE PROCESSAMENTO (CPU) • O CPU é o circuito integrado constituído por milhares de componentes electrónicos elementares. • Considerado o componente mais complexo de todo o sistema. determina o funcionamento e o desempenho do computador. Processador ou Unidade Central de Processamento (CPU) FIG. um processador intel e um processador Intel Core 2 .7. Porquê o nome Unidade Central de Processamento .8.UNIDADE CENTRAL DE PROCESSAMENTO (CPU) • Porquê o nome Unidade Central de Processamento ? Unidade Central de Processamento Porque é apenas um componente Porque é a unidade Fundamental de todo o sistema Porque é o elemento que realiza todo o processamento FIG. ou seja. • A estrutura de um CPU. é medida em megahertz (MHz) ou milhões de ciclos por segundo.UNIDADE CENTRAL DE PROCESSAMENTO (CPU) • A velocidade de um processador. . pode variar de sistema para sistema. a sua frequência de operação. para além de complexa. Armazenam temporariamente dados com que a ALU trabalha. • Unidade lógica Aritmética(ALU) – Realiza operações lógicas e aritméticas. . ALU e Registos) • Unidade de controlo – determina quais as operações a serem efetuadas em cada momento. comunicando com os outros componentes. (Aquisição e descodificação) Secção de execução – onde são processadas as instruções e onde os dados são recebidos.Estrutura básica de um microprocessador ou CPU • Secção de aquisição e descodificação de instruções – recebe os sinais dos dispositivos ou memórias e descodifica para que a CPU possa determinar quais as operações a realizar. • Registos ou registers. (Unidade de Controlo. Estrutura básica de um CPU ou Microprocessador .CPU ou Processador Aquisição Descodificação Bus Memória principal Bus Registos Controlo ALU (cálculos) Periféricos FIG.9. .2 milhões 3.10.. 36 bits 64 bits 32 bits FIG.25 16. Quadro resumo da evolução dos processodores Pentium .5 milhões Velocidad e(megahe rtz) 4.75 6..450 36 bits 64 bits 32 bits 1999 Pentium 3 15 milhões 450.40 25.5 milhões 233.233 150.1 milhões 5.Quadro resumo da evolução dos processodores x86/Pentium Ano Processa dor 8086 286 386 486 Pentium Pentium Pro Pentium 2 Transísto res 29 mil 134 mil 275 mil 1.200 Bus de endereço s 20 bits 24 bits 24 bits 32 bits 32 bits 32 bits Bus de dados 16 bits 16 bits 32 bits 32 bits 64 bits 64 bits Registers (tamanho ) 16 bits 16 bits 32 bits 32 bits 32 bits 32 bits Caches 1978 1982 1985 1989 1993 1995 _ _ _ 1º nível 1º nível 1º e 2º nível 1º e 2º nível 1º e 2º nível 1997 7.100 60. ex: memória cache internas . . • Largura do bus.Evolução dos processadores ou CPU • Aumentou o numero de componentes (transistores e outros ) integrados no chips.quer ao nivel do bus de enderecos ou bus de enderecos. • Desempenho global em MIPS( milhões de instrucões por Segundo). • Velocidade de funcionamento em numero de ciclos ( hertz ou megahertz) por Segundo. multiplas unidades de cálculos. etc. • Inclusão de novas secções ou componentes. • Tamanho dos registers . • A memória de um computador é um dispositivo que permite ao computador armazenar dados por certo tempo. . a memória. a sua capacidade de armazenamento de informação ou seja.MEMÓRIAS • Uma característica importante de um sistema informático é. sem dúvida. Estrutura básica de um sistema informático .Estrutura básica de um sistema informático considerando as suas memórias Unidade Central de Processamento (CPU) Dispositivos de entrada (input) Memória Primaria Dispositivos de saída (output) Dispositivos de armazenamento secundário FIG.11. Classificação dos diferentes tipos de memórias .Classificação dos diferentes tipos de memórias de um sistema informático ROM PROM ROM Memorias primarias RAM EPROM EEPROM SRAM DRAM Memorias informaticas Memorias secundarias Discos Disquetes CD DVD Bandas magneticas FIG.12. ) • É importante distinguir dois tipos de memórias: a memória principal ( central ou primária) e. • A memória principal é aquela acessada directamente pela ALU (unidade lógicoAritmética )por meio de um barramento ou canal de dados.MEMÓRIAS (Cont. a memória secundária ( auxiliar ou de massa). . como a ROM (Ready only memory). como a RAM (Random Access Memory).MEMÓRIAS (Cont. mas o seu conceito primordial também aborda memórias não voláteis. .) • Actualmente o termo é geralmente usado para definir as memórias voláteis. • Nos computadores modernos.MEMÓRIAS (Cont. ( de 0 a 255 ou -128 a +127) .) • Tradicionalmente estas memórias podem ser de leitura e escrita ( RAM) ou só leitura ( ROM). • Cada byte consegue representar 256 números diferentes. cada endereço da memória é configurado para armazenar grupos de oito bits (chamados de um byte ). dados a processar. • O tamanho da memória RAM condiciona o tamanho e o número de programas que podem ser executados num dado momento. bem como os resultados intermediários e finais do processamento) para consulta posterior.) • A memória RAM tem como função “guardar” temporariamente as várias informações do sistema (instruções que o processador vai executar. • A sua capacidade e medida em múltiplos de bytes 1 byte 1 KB( quilobyte) 1 MB (megabyte) 1 GB (gigabyte) 1 TB (terabyte) 8 bits 1024 bytes 1024 KB 1024 MB 1024 GB FIG. 13.MEMÓRIAS (Cont. tabela de medida de capacidade da memória RAM . DDR 2 e DDR3 RAM .MEMÓRIAS (Cont.) • Tendo em atenção a tecnologia de fabrico e a arquitectura interna. existem vários tipos de memória RAM: SRAM e DRAM.14. FIG. MEMÓRIAS (Cont. • É utilizada para guardar alguns programas e informação responsáveis pelo funcionamento interno do computador. . o processador pode efectuar operações de leitura mas nunca de escrita.) • A memória ROM(Read Only Memory) é uma memória que unicamente pode ser lida. • Sobre ela. Memória ROM BIOS . 15. • Tendo em atenção a tecnologia de fabrico e a arquitectura interna.MEMÓRIAS (Cont. EPROM e EEPROM Fig. existem vários tipos de memórias ROM: PROM.) • Ao contrário da memória RAM. a ROM não perde a informação quando o computador é desligado ou numa situação de falha de corrente eléctrica. Memória cache . que se coloca entre a RAM e o processador.) • A memória cache é utilizada para o armazenamento dos dados mais requisitados pelo processador. a cache é uma memória de acesso bastante rápido.MEMÓRIAS (Cont. • Apesar de a sua capacidade de ser bastante reduzida (16 KB e 128KB ). FIG. ler ou escrever directamente na memória RAM. evitando.16. assim. surge a necessidade de guardar programas e informação com carácter permanente. auxiliares ou de massa podem ser vistas como um complemento à memória primária do computador. auxiliares • As memórias secundárias.Memórias secundárias. frequentemente. . • Isto porque. Memórias secundárias . auxiliares Disco rigido Disquetes Discos ópticos Bandas magnéticas e tapes FIG.17.Memórias secundárias. CD-R(gravável). DVD-R. Classificação dos meios armazenamento secundário .CDRW(regravável).44MB) Bandas magnéticas: cassetes(tapes). FIG. DVD (Digital Versatile Disks): DVD-ROM. DVD-RAM(RW) Suportes-magnéto Discos de Bernoulli DVD-RAM(RW) Disquetes: HD(31/41.18. Cartridges.Classificação dos meios armazenamento secundário Suportes magnéticos Discos rígidos(hard disks) Suportes ópticos CD (compact Disks): CDROM. bobinas. . • A informação nos disco ópticos tem uma durabilidade e fiabilidade.Vantagens dos dispositivos de armazenamentos • Permitem armazenar grandes quantidades de informação numa pequena porção de espaço. • Podem ser facilmente transportados para outros computadores. 19. Disco duro .Disco rígido FIG. permitem ler e armazenar mais informação ( na ordem de vários GB) a velocidades mais elevadas do que qualquer outro dispositivo de armazenamento. • Devido à sua estrutura rígida e fixa.Disco rígido(cont…) • O Discos duros são os dispositivos mais utilizados para a leitura e escrita de informação. . Disco rígido(cont…) • Um disco duro é composto por um conjunto de pratos metálicos sobrepostos. onde é gravada a informação. são usadas para o registo da informação em cada superfície do disco duro. . suportadas por braços mecânicos. • As cabeças de leitura. com as faces revestidas por uma substância magnética. tipo de acesso – sequencial ou aleatório. Volatilidade.quantidade de informação que a memória permite armazenar. Capacidade de leitura e escrita. Parâmetros que nos permitem classificar as memórias: tempo de acesso – tempo que o processador demora a aceder à memória ( ler e gravar informação). . pistas e sectores. Tamanho . capacidade de endereçamento – número de bits que podem ser lidos ou escritos simultaneamente.Disco rígido(cont…) • • A informação é organizada em cilindros. para fazer uso dos recursos do sistema em particular o (CPU ou UCP unidade central de processamento).virtual Storage). . é uma tecnica que utiliza hardware e software especiais.Memória Virtual Memória Virtual: é ou mais própriamente armazenamento virtual( VS. AFINAL.20.MAS. • O barramento ou bus constitui o caminho por onde a informação circula entre os diversos componentes do sistema informático(CPU. normalmente designado por barramento ou bus. Memória e Periféricos) FIG. COMO CIRCULAM OS DADOS NO PROCESSADOR ? • Para tal. Exemplo de bus de um sistema informático . existe um sistema de comunicação interno. Interligação do bus com os diferentes componentes na placa mãe . COMO CIRCULAM OS DADOS NO PROCESSADOR ? Bus de enderecos CPU Bus de dados Bus controlo RAM Bus de expansão Chips de controlo Placa de expansão I/O FIG. 21.MAS. AFINAL. Barramento de dados.canais através dos quais são indicadas as posições da memoria RAM ou dos dispositivos I/O onde se encontram as instruções e os dados com destino a CPU ou para onde são enviados os dados resultantes do processamento. .• Podemos distinguir três tipos de barramentos: Barramento de Controlo.canais por onde circulam os dados( as instruções dos programas e os dados com que essas instruções operam) entre o processador e a memoria principal (RAM) ou dispositivos I/O.canais que sinalizam e controlam as operações em curso no sistema. Barramento de endereços. gráficas ou de rede. Slot PCI .22.Slots de expansão • Conjunto de encaixes de formato reactangular e relativamente alongado. onde se inserem placas que controlam a ligação dos périfericos ao processador. FIG. • Ex: placas de som. PCI(PCI-Ex).industry Standard Architecture. EISA. AGP. . USB. MCA.Accelerated Graphics Port VL-Bus.Universal Serial Bus.Arquitectura de barramento • • • • • • • • ISA.Peripheral Component Interconnect.VESA Local Bus.Micro Channel Architecture.Extended ISA. PC Card ou PCMCIA – Personal Computer Module Cards International Association. 23. Arquitectura de barramentos .FIG. • Velocidade a que os dados podem circular no bus – medida em hertz (impulsos por segundo) ou bps (bit por segundo) .Características numa arquitectura de barramento • Largura do bus ou o número de canais para a circulação dos dados (bit). Ligações de periféricos ou dispositivos I/O FIG. Parte posterior de um PC . 24. Representação esquemática de uma transmissão em série FIG. Representação esquemática de uma transmissão em série . 25. Quadro comparativo das características dos principais tipos de conectores Interface Norma Série RS232C Paralela IEEE 1284 SCSI (vários) USB USB FireWire IEEE 1394 Nº Periféricos Velocidade (por segundo) Configuração 1 115 Kbit 1 2 Mbit 8/16 40/80 Mbyte 127 12 Mbit 63 12–400 Mbit H/W H/W H/W Auto(PnP) Auto(PnP) FIG. 26. Quadro comparativo das características dos principais tipos de conectores . Plotters. De input/output Placa de som. Câmara digitais. 27. Drives de discos. FIG. Impressoras. de bandas magnéticas. Ecrãs de toque Joysticks Só de output Monitores (e respectivas placas gráficas). etc. De leitura óptica. Placas de captura de exibição de vídeo Placas de rede Modems. Classificação dos periféricos segundo as suas funções de I/O . Scanners ou digitalizadores de imagens. Disp. De apontar. Projectores de vídeo e de imagens de computadores.Classificação dos periféricos segundo as suas funções de I/O Só de input Teclado Ratos e outros disp. de disquetes. etc. teclado. • Ex: scanner. Teclado . 28. rato. FIG.Dispositivos de input • Dispositivos de entrada(input): Os dispositivos de entrada permitem que o utilizador envie informação para o computador. etc. 29.Tipos de impressora . impressoras. • Ex: Projectores. monitores.Dispositivos de output • Dispositivos de saída(output): Os dispositivos de saída permitem enviar informação do computador para o exterior . FIG. Jatos de tinta: projectam jactos de tinta contra o papel.impressoras Uma impressora ou dispositivo de impressão é um periférico que. imprimindo textos. quando conectado a um computador ou a uma rede de computadores. Tipos de impressoras: Matriciais: impressão através de impacto através de agulhas. (semelhante às fotocopiadoras). . Laser: funcionam com base na tecnologia laser. gráficos ou qualquer outro resultado de uma aplicação. através de uma cabeça. tem a função de dispositivo de saída. (utilizadas para notas fiscais). que atuam no material fosforescente que a reveste. em inglês. cuja função é transmitir informação ao utilizador através da imagem. sigla de tela de cristal líquido) é um tipo mais moderno de monitor. sigla de (Tubo de raios catódicos) é o monitor "tradicional". a tela é composta por cristais que são polarizados para gerar as cores. em inglês. • Existem monitores de dois tipos fundamentais: ▫ CRT (Cathodic Ray Tube). ▫ LCD (Liquid Cristal Display. . em que a tela é repetidamente atingida por um feixe de elétrons. Nele.Monitores • O monitor é um dispositivo de saída do computador. • Ex: placa de som. FIG.Placa de som . placa de rede e modems.Dispositivos de input/output • Permitem efectuar entradas como saídas de dados no computador. 30.
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