Funcionamento do computador

1. Funcionamento do computador

2. Funcionamento do computador Dispositivos de entrada CPU Memória Dispositivos de saída

3. Funcionamento do computador

4. Funcionamento do computador – Fluxo de Informações

5. Funcionamento do computador • Central Processing Unit - CPU • Unidade Central de Processamento - UCP Responsável pela execução de fato das operações aritméticas e lógicas dos dados. É um circuito lógico responsável pelo funcionamento da máquina, onde realiza-se em ciclos, as seguintes operações transferência e armazenamento de informações CPU: • Unidade de aritmética e lógica (UAL) • Unidade de controle (UC) • Registradores Os registradores são implementados com semi-condutores e são utilizados como locais de armazenamento temporário de dados provenientes da memória destinados à UAL, ou vice-versa.

6. Funcionamento do computador • Principal: RAM (Randomic-Access Memory) ROM (Read-Only Memory) • Auxiliar: Discos rígidos, disquetes, CD-ROMs, Fitas Magnéticas, etc.

7. Memória principal Memória principal Armazenamento em disco Armazenamento em disco Programa bootstrap Programa bootstrap ROM Sistema operacional Sistema operacional Memória volátil Funcionamento do computador Memória Sistema operacional

8. Funcionamento do computador Processamento de dados

9. Funcionamento do computador Processamento de dados Exemplo: Micro-código para multiplicação 1. Carregar o primeiro número para o registrador AX 2. Carregar o segundo número para o registrador BX 3. Multiplicar AX por BX e colocar o resultado no registrador CX 4. Armazenar o valor de CX na memória

10. Funcionamento do computador Processamento de dados Exemplo: U.C. 1. Carregar o primeiro número para o registrador AX 2. Carregar o segundo número para o registrador BX 3. Multiplicar AX por BX e colocar o resultado no registrador CX 4. Armazenar o valor de CX na memória U.A.L. 1. AX: 4 2. BX: 46 3. CX: 184

11. Funcionamento do computador Fatores que afetam a velocidade do processamento • Tamanho dos registradores • Quantidade de memória • Co-processador aritmético • Relógio interno (clock) • Barramento • Memória cache

12. Funcionamento do computador Fatores que afetam a velocidade do processamento Relógio interno (clock) • Unidade de medida: Hertz (Hz) • Ciclos de relógio por segundo • 400 MHz, megahertz: 400 “milhões de ciclos por segundo”

13. Funcionamento do computador Fatores que afetam a velocidade do processamento Barramento • Barramento de dados 16 bits, 32 bits, 64 bits • Barramento de endereços CPUs antigas: 20 bits 220, ou 1 Mb CPUs atuais: 32 bits 232, ou 4 Gb

14. Funcionamento do computador Fatores que afetam a velocidade do processamento Memória cache Operação demorada: Dados Memória Registradores CPU é bem mais rápida do que a RAM.

15. Funcionamento do computador Fatores que afetam a velocidade do processamento Memória cache

16. Funcionamento do computador Fatores que afetam a velocidade do processamento Memória cache

17. Funcionamento do computador Fatores que afetam a velocidade do processamento Memória cache

18. Funcionamento do computador Fatores que afetam a velocidade do processamento Memória cache

19. Unidade de Informação do computador

20. Unidade de Informação do computador

21. Funcionamento do computador Resumo • O processamento no microcomputador ocorre na CPU, cujas duas partes principais são a Unidade de Controle e a Unidade de Aritmética e Lógica (UAL). • A manipulação dos dados propriamente dita ocorre na (UAL), que está conectada a registradores que contêm dados. • Uma parte da memória chamada ROM é não-volátil e é usada para armazenar instruções que fazem o computador funcionar no instante que ele é ligado.

22. Funcionamento do computador Resumo • A parte maior da memória, chamada RAM, é volátil: programas e dados podem ser armazenados e eliminados conforme necessário. • A CPU acessa cada local de memória com um número exclusivo, chamado endereço de memória. • O tamanho dos registradores determina a quantidade de dados com a qual o computador pode trabalhar em um dado instante.

23. Funcionamento do computador Resumo • A quantidade de RAM pode afetar a velocidade, porque quanto mais houver mais dados a CPU pode armazenar na memória principal, recorrendo menos ao armazenamento. • O relógio do sistema (clock) define o ritmo da CPU. • Há dois tipos de barramento (bus): o barramento de dados e o barramento de endereço. • A largura do barramento de dados determina quantos bits de cada vez podem ser transmitidos entre a CPU e outros dispositivos.

24. Funcionamento do computador Resumo • O tamanho (ou largura) do barramento de endereços determina o número de bytes de memória que a CPU é capaz de acessar. • A cache é um tipo de memória de alta velocidade que contém os dados e instruções mais recentemente carregados pela CPU. • O co-processador aritmético acelera o processamento de operações aritméticas porque efetua cálculos de ponto flutuante para a CPU.

25. Funcionamento do computador Placa Mãe • Conecta a CPU aos demais componentes do computador: • “On-board” – A fim de reduzir custos, traz, embutidos, componentes das placas adicionais (som, rede, fax e vídeo) • “Off-board” – Desempenha apenas as tarefas de placa mãe. Provê um melhor desempenho Poderia ser comparada à “medula” de um computador. Leva as informações do “cérebro” ao resto do “corpo”

26. Funcionamento do computador Placa Mãe • Acomoda o processador e todos os componentes que permitem ao processador interagir com os demais periféricos • Gerencia transação de dados entre CPU e periféricos. Muitas placas mãe permitem • upgrade • Modificação da velocidade do clock, tipo de processador...

28. Tipos de Placa mãe Inicialmente as placas mães são divididas quanto a sua forma de alimentação. Conexão AT Conexão ATX

29. Tipos de Placa mãe Placa com conexão AT AT é a sigla para (Advanced Tecnology). Trata-se de um tipo de placa-mãe já antiga. Seu uso foi constante de 1983 até 1996. O conector de alimentação da fonte AT, que é ligado à placa-mãe, é composto por dois plugs semelhantes, que devem ser encaixados lado a lado, sendo que os fios de cor preta de cada um devem ficar localizados no meio. Com o padrão AT, é necessário desligar o computador pelo sistema operacional, aguardar um aviso de que o computador já pode ser desligado. As fontes AT não usam o recurso de desligamento automático. Os modelos AT geralmente são encontrados com slots ISA, EISA, VESA nos primeiro modelos e, ISA e PCI nos mais novos AT. A Posição dos slots de memória RAM e socket de CPU sempre em uma mesma região na placa-mãe, mesmo quando placas de fabricantes diferentes.

30. Tipos de Placa mãe • Placa com conexão ATX • ATX é a sigla para (Advanced Tecnology Extendend). O objetivo do ATX foi de solucionar os problemas do padrão AT. Praticamente todos os computadores novos vêm baseados neste padrão. Entre as principais características do ATX, estão: • o maior espaço interno, proporcionando um ventilação adequada, • conectores de teclado e mouse no formato PS/2 (conectores menores) • conectores serial e paralelo ligados diretamente na placa-mãe, sem a necessidade de cabos, • melhor posicionamento do processador, evitando que o mesmo impeça a instalação de placas de • expansão por falta de espaço.

31. Tipos de Placa mãe Placa com conexão ATX A posição dos slots de memória RAM e socket de CPU variam a posição conforme o fabricante. Nestas placas serão encontrados slots de memória SDRAM, Rambus, DDR ou DDR-II, podendo vir com mais de um dos padrões na mesma placa-mãe. Geralmente os slots de expansão mais encontrados são os PCI, AGP, AMR/CNR e PCI-Express. Gerenciamento de energia quando desligado o micro, suporta o uso do comando "shutdown", que permite o desligamento automático do micro sem o uso da chave de desligamento encontrada no gabinete. Se a placa mãe for alimentada por uma fonte com padrão ATX é possível ligar o computador utilizando um sinal externo como, por exemplo, uma chamada telefônica recebida pelo modem instalado.

32. Funcionamento do computador

33. Funcionamento do computador BARRAMENTO • É o caminho do processador com a memória e o circuito de apoio chamado ponte norte • Barramento de dados: é por onde os dados circulam • Barramento de endereços: é por onde a informação de endereço é fornecida • Barramento de controle: informações adicionais: exemplo, se a operação é de leitura ou escrita.

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35. Funcionamento do computador

36. Funcionamento do computador 01 Slots PCI

37. Funcionamento do computador Slot PCI Ligar os perifericos ao barramento, suas velocidades são correspondentes as do seus barramentos. Nas placas mãe são encontrados vários slots para o encaixe de placas. Alguns exemplos de slots: ISA (Industry Standard Architecture): Utilizado para conectar periféricos lentos (16 bits baixa velocidade) PCI: Periféricos que demandem velocidade, como a placa de vídeo. (32 bits, alta velocidade) AGP (Accelerated Graphics Port): Utilizado por interface de vídeos 3D, é o tipo de slot mais rápido do micro. (32 bits, alta vel

38. Funcionamento do computador 02 Placa de som embutida

39. Funcionamento do computador Placa de Som • Há algum tempo atrás, a Microsoft sugeriu ao fabricantes que todos os PCs já viessem de fábrica com placa de som. Essa sugestão, chamada especificação PC97, é opcional mas ajuda na hora de dizer que um determinado programa é ou não 100% compatível com a sua máquina. • Desde então, vários fabricantes passaram a produzir suas placa mãe com placa de som. A maioria das placas é montada usando peças de diversos outros fabricantes. Com isso, os fabricantes de placa mãe foram naturalmente pressionados para que lançassem placas-mãe que já viessem com uma placa de som embutida, fazendo com que o micro já fosse compatível com a especificação PC97.

40. Funcionamento do computador 03 Placa de rede embutida

41. Funcionamento do computador 04 Bateria para a BIOS e relógio interno

42. Funcionamento do computador 05 Conexões USB internas

43. Funcionamento do computador • Universal Serial Bus (USB) é um tipo de conexão Plug and Play que permite a conexão de periféricos sem a necessidade de desligar o computador. • Foi concebido para minimizar o esforço de concepção de periféricos, no que diz respeito ao suporte por parte dos SO e hardware. Surgiu um padrão que permite ao SO e à placa mãe diferenciar, transparentemente: • A classe do equipamento; • As necessidades de alimentação eléctrica do dispositivo; • As necessidades de largura de banda; • Eventuais modos de operação internos ao dispositivo.

44. Funcionamento do computador Antes do Próximo Componente • O chipset da Placa Mãe determina as tecnologias que podemos ter ou não disponíveis no nosso sistema. Normalmente existem dois chipsets associados "Northbridge" e o "Southbridge". O chipset de "Northbridge" estabelece a comunicação entre o processador e o resto da Placa Mãe (RAM, AGP, e dispositivos PCI). O chipset de "Southbridge" estabelece a comunicação dos interfaces (IDE, Drive Disquetes, Portas Paralelas, Portas Serie, Firewire, Ethernet, etc).

45. Funcionamento do computador 06 Componente Southbridge (E/S)

46. Funcionamento do computador 07 BIOS

47. Funcionamento do computador BIOS • BIOS, sigla para Basic Input/Output System (Sistema Básico de Entrada/Saída). O BIOS é o primeiro programa executado. • Sua função é preparar a máquina para que o SO, possa ser executado. • O BIOS é armazenado num chip ROM (Read-Only Memory, Memória de Somente Leitura).

48. Funcionamento do computador 08 Conectores Serial ATA

49. Funcionamento do computador Serial ATA Serial ATA, SATA ou S-ATA (Serial Advanced Technology Attachment) é uma tecnologia de transferência de dados entre um HD e a placa mãe. É o sucessor da IDE que foi renomeada para PATA (Parallel ATA) para se diferenciar de SATA. Diferentemente dos discos rígidos IDE, que transmitem os dados através de cabos de quarenta ou oitenta fios paralelos, os discos rígidos SATA transferem os dados em série em apenas quatro fios, o que permite usar cabos com menor diâmetro.

50. Funcionamento do computador 09 Conexões do gabinete (LEDs)