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Automação e Computadores

MICROCOMPUTADORES

Curso Profissional de Técnico de Eletrónica, Automação e Computadores

MICROCOMPUTADORES

02-11-2015 Curso Profissional de Técnico de Eletrónica, Automação e Computadores

O Computador


Unidades Funcionais de um Sistema Informático

Os dados são

introduzidos através

dos dispositivos de

entrada (input)

Dispositivos

de Entrada

teclado, rato,

scanner

Os novos dados, depois

de processados, são

enviados para os

periféricos de saída

(output).

Dispositivos

de Saída

Monitor, impressora,

colunas

Em seguida são enviados para a

unidade central de processamento

CPU – Unidade Central

de Processamento

Motherboard, cache, RAM

Memórias

Disco rígido, drive de

disquestes, de CD

Hardware

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Hardware

CPU (Central Processing Unit: Unidade de Processamento Central)

A Unidade de Processamento Central (CPU), também chamada de

processador ou microprocessador (chip) é considerado o “cérebro” do computador porque é ele processa instruções, efectua cálculos e

que gere o fluxo da informação.

Trata-se de um circuito integrado, cuja estrutura varia de marca para

marca e de versão para versão, apresentando no entanto partes

comuns.

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http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/a/af/Chipcpu.jpg


CPU

CPU (Do Inglês- Central Processing Unit: Unidade de Processamento central)

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CPU

CPU ou Processador

ALU

Aquisição

Descodificação

Controlo Registos

As partes comuns são:

Secção de aquisição e descodificação de instruções: recebe instruções de

outros componentes para serem descodificadas de modo a que o CPU possa

determinar quais as operações a realizar.

Secção de execução: onde são processados os dados e instruções recebidas.

Unidade de Controlo (UC): controla ou determina as operações a executar a cada

instante, enviando os sinais apropriados aos outros componentes

Unidade de Aritmética Lógica (ALU): secção que efectua as operações aritméticas

(soma, subtracções, etc.) e lógicas (operações de comparação).

Registos: componentes (memórias) que armazenam temporariamente os dados com

que a ALU efectua as operações que lhe são indicadas.

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CPU

Outros elementos da estrutura interna são:

Unidade de memória cache interna: nos computadores atuais a

memória cache possui uma importância fundamental. É uma memória

rápida que armazena os dados mais requisitados pelo processador.

Unidade de Segmentação e Unidade de Paginação: esta unidade tem

como objetivo a conversão dos endereços lógicos, contidos nos

programas, em endereços físicos, consoante o tipo de gestão de

memória utilizada.

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CPU


Unidade de Pré-escolha: requisita à memória cache uma lista de

instruções a executar, armazenando-as internamente num dispositivo

próprio de memória, pronta a passá-las à unidade de descodificação.

Unidade de ligação com bus: permite ao processador comunicar com

os componentes exteriores através dos barramentos ( ligação física

entre os múltiplos componentes existentes numa placa de

computador).

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CPU


Bus externo de dados (Data Bus): é o canal físico (“pistas”) de

comunicação de dados entre o interior e o exterior do CPU. O número

de pistas do bus externo de dados determina a quantidade de

informação que o CPU pode receber e enviar de cada vez.

Bus externo de endereços (Adress Bus): são as linhas ou pistas de

comunicação externas através das quais o CPU referencia e acede a

endereços de memória. O número de linhas deste barramento

determina o número de células de memória a que o processador pode

aceder.

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CPU

Barramento de dados – Número de bits que são transportados de e para o exterior de cada vez.

o O grande segredo da evolução vertiginosa deve-se à cada vez maior possibilidade de miniaturização por parte das industrias de componentes eletrónicos.

o Foi a miniaturização dos transístores que permitiu criar o circuito integrado, em seguida o microchip e processadores com cada vez mais transístores, podendo operar com frequências cada vez mais elevadas.

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CPU

Um processador tem características que o diferenciam de outros modelos, tais como: a quantidade de pinos, a frequência de relógio, registos internos, barramentos (bus) de dados e endereços.

A frequência de relógio (clock) é uma das características que determina a capacidade de processamento da “máquina”, no entanto a quantidade de memória cache é fundamental para a rapidez do processador.

– Trata-se da “velocidade” ou frequência com que se faz o processamento dentro do CPU e é medida em ciclo por segundo (Hertz)

– Por exemplo, se o processador possuir um clock (frequência de relógio) de 900 MHz significa que os dados são processados dentro do chip a uma frequência de 900 milhões de vezes por segundo.

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CPU

Tendo em atenção que o aumento do número de transístores e de velocidade de processamento trouxe um incremento do consumo de energia e consequentemente da temperatura no interior do microprocessador, para arrefecer o componente, utilizam-se dissipadores e ventoinhas.

Para aumentar o poder de dissipação, utiliza-se ventoinhas.

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CPU

Fisicamente, o microprocessador é encaixado em locais próprios na placa-mãe.

Podem ser chamados de socket ou slot, dependendo do tipo de processador.

ASUS PTP55D Delux com Socket LGA 1156

Cooler Processador Intel Core I7-870 2,93ghz Lga1156 Ddr3 8mb

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CPU

http://www3.dsi.uminho.pt/hsantos/ConstruirPC/cap3.htm

Processador PENTIUM

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CPU

A ter em conta na aquisição:

Velocidade;

modelo comercial;

Socket.

Desenvolvimento : De onde vem o material utilizado para a construção de uma CPU? Quantas pequenas peças tem um processador?

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Construção

Transístores, pequenos componentes presentes em aparelhos eletrónicos.

Os transístores são os únicos componentes inteligentes na

eletrónica (considerando apenas os de funções básicas).

A diferença entre eles e os resistências (resistores), condensadores (capacitores) e indutores, está na tarefa executada. Enquanto estes últimos manipulam a energia elétrica de forma simples, os transístores aproveitam-na para funcionar como interruptores e amplificadores.

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Construção

Transístores Quando em conjunto, muitos transístores podem realizar tarefas

complexas (execução de aplicações e jogos avançados). Essa é uma razão para que existam em abundância nos

processadores. Os primeiros processadores já contavam com milhares de

transístores, os mais evoluídos passaram para os milhões e os atuais chegam a bilhões.

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Construção

Transístores A diminuição de tamanho é tão grande que nem sequer

podemos ver a olho nu um transístor. Alcançam a casa das dezenas de nanómetro, ou seja, muito mais

fino que um fio de cabelo. No entanto, não é só pelo tamanho que adquirem importância mas principalmente pela função realizada.

Assim como os átomos são fundamentais para quaisquer seres vivos, os transístores são essenciais para o funcionamento dos processadores.

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Construção

Transístores Outro aspeto importante, está relacionado com o formato.

Enquanto um transístor comum, em geral, tem formato quadrado e três “pernas”, os transístores construídos com nanotecnologia perdem esta característica, parecendo-se muito mais com partículas.

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Construção

Diagrama dos circuitos Antes de iniciar o processo de fabrico dos processadores, os

projetistas e engenheiros criam o diagrama de circuitos. Este diagrama é uma espécie de desenho que vai determinar

que peça ficará em determinada posição dentro de um processador.

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Construção

Diagrama dos circuitos O desenvolvimento do diagrama dos circuitos é efetuado em

diversos locais de maneira colaborativa.

Nesta primeira etapa surge a arquitetura dos processadores.

Através de muita análise, os engenheiros decidem a quantidade de memória cache, os níveis de memória, a frequência e detalhes específicos quanto ao modo de utilização da memória cache.

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Construção

Diagrama dos circuitos

Intel® Atom™ Processor Z6xx SM35 Express Chipset: Block Diagram

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CPU

Fonte: INTEL

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CPU

• Um processador é, tipicamente, caracterizado da seguinte forma: fabricante, modelo e frequência de relógio.

Modelos

AMD FX Phenom e Phenom II Athlon 64 Sempron Turion 64 Opteron

Core 2 Duo Core Duo Atom

Core i7 Core i5 Core i3 Pentium 4 Pentium D e Pentium EE Pentium M Celeron Xeon

Fonte: http://forum.clubedohardware.com.br/topic/386345-todos-os-modelos-de-processadores-atuais/

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Hardware

O CPU define, sem dúvida o desempenho do computador

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Processadores - CLOCK

CLOCK Frequência com que o processador consegue

executar as tarefas. Quanto maior a frequência, menor será o tempo

de execução, portanto, mais rápido será o processador.

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Processadores - Análise

• Devemos analisar alguns fatores antes de fazer uma compra, por exemplo: a velocidade (clock), a quantidade de núcleos, a memória cache, o BUS e muitos outros.

• EX: a velocidade máxima não quer dizer muita coisa,

visto que um carro económico pode atingir 140 Km/h, no entanto isto não significa que ele consiga atingir a mesma velocidade no mesmo espaço temporal em que um carro mais potente conseguiria.

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• Não é só o clock a influenciar na velocidade;

• Os CPUs da AMD tinham um clock inferior e com

isso davam a impressão de serem mais lentos; • Ainda assim ficou demonstrado em vários testes

de desempenho que alguns AMD conseguiam desempenho semelhante ao Intel Pentium com maior frequência.

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• Tudo está relacionado com arquitetura interna dos

processadores, fator que sempre manteve a tecnologia AMD totalmente diferente da utilizada nos processadores Intel.

• O modo como os processadores são desenvolvidos e programados, altera completamente a velocidade, capacidade de processar dados e realizar cálculos.

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Hardware

Os processadores apresentam diversos tipos, que variam de acordo com a quantidade de núcleos, capacidade de processamento e suporte ao overclock, atividade que consiste em aumentar a capacidade.

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Hardware

Single-core ou multi-core: esta característica indica a quantidade de núcleos de processamento que um processador pode ter, podendo variar de apenas um núcleo até mais de oito núcleos. Quanto maior o número de cores, maior é a capacidade de processar tarefas simultaneamente e acelerar as aplicações do PC.

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Hardware

Arquitetura 32 ou 64 bits: essa característica remete à capacidade de processamento de informações do processador. Apenas chips com arquitetura de 64 bits conseguem que o PC aproveite quantidades superiores a 3GB de RAM, além de processarem blocos maiores de dados de maneira mais rápida.

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Hardware

Compatibilidade com overclock: esta é uma técnica utilizada para aumentar a velocidade nominal do processador e conceder um desempenho extra ao utilizador. Processadores que possuem esta capacidade são identificados como “Unlocked”, no caso de Intel, ou “Black Edition”, para AMD.

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Hardware

overclock: No entanto, é preciso estar ciente que a exigência excessiva de processamento dos chips podem fazer com que esses componentes se desgastem mais rápido, além de obrigar o utilizador a equipar a máquina com sistemas de arrefecimento mais eficientes.

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Hardware

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Hardware

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Hardware

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Hardware

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Hardware

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RESUMO

Memória Cache – Volátil;

Memória RAM – Volátil;

Memória ROM – Não volátil.

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RESUMO

PROCESSADOR

Núcleos

DUAL CORE

CORE DUO

CORE 2 DUO

I3 ; I5

2 núcleos

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RESUMO

PROCESSADOR

Núcleos

QUAD I5 ; I7

I7

4 núcleos

6 núcleos

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RESUMO

PROCESSADOR - NÚCLEOS • Quanto maior o número de núcleos, maior vai

ser a divisão de tarefas. • Algumas vezes o maior número de núcleos

pode não significar maior desempenho. • A forma como os processadores são desenvolvidos e depois produzidos pode fazer a diferença.

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RESUMO

PROCESSADOR

EX: • Para a realização de um determinado trabalho, se dois técnicos com as mesmas capacidades trabalharem em conjunto e dividirem as tarefas, há maior probabilidade de terminar num menor espaço de tempo.

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RESUMO

PROCESSAMENTO

Front Side Bus – Corresponde ao barramento que faz a ligação da Unidade Central de Processamento à Northbridge da placa-mãe. De uma forma menos técnica, representa a “velocidade externa do processador”.

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RESUMO

Nota: A velocidade do processador pode ser de 2Ghz no entanto pode não ser possível acompanhar com o barramento.

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EX: Um automóvel pode ter um motor com 200Cv, no entanto com os limites de velocidade das Estradas, nunca se tira rendimento do motor.

!


RESUMO

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FSB

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NORTHBRIDGE e SOUTHBRIDGE

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O chipset é um chip responsável pelo controle de uma série de elementos da placa-mãe, como acesso à memória, barramentos e outros.

Northbridge: geralmente requer um dissipador de calor, tendo em atenção que é muito requisitado. As tarefas são: controlar o FSB (front side bus, operações com a memória, barramento AGP, etc.

Southbridge: temo como funções controlar dispositivos de entrada e saída, como interfaces IDE ou SATA.


Articulação com as memórias

PROCESSAMENTO

A memória principal RAM envia informação para o processador poder calcular. A informação é enviada pelo barramento.

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Memória CACHE: Elemento que ajuda a minimizar a diferença de desempenho entre o processador e os outros componentes dos computadores.

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Memória CACHE: A quantidade de memória também influencia na velocidade real do processador. Os atuais processadores possuem diferentes níveis de memória cache — L1, L2,…

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Memória CACHE: Há CPUs que usam memória cache compartilhada, enquanto que outros possuem níveis dedicados. Os mais recentes processadores chegam a contar com mais de 10 MB de memória cache, porque de facto pode fazer diferença no processamento.

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Memória CACHE: Onde se perde maior velocidade de processamento? No envio de informação para o processador. É aqui que a função da CACHE é importante!

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Memória CACHE: Se a memória CACHE não estiver dentro do processador, vai perder-se mais tempo no envio. É por essa razão que a memória CACHE estar dentro do processador se torna tão importante!

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ENVIO de INFORMAÇÃO A memória RAM envia para o processador. A ALU, dentro do processador, realiza os cálculos.

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ENVIO de INFORMAÇÃO sem memória CACHE no processador.

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ENVIO de INFORMAÇÃO No caso da memória RAM DDR, o envio de dados vai ser duplicado. O clock efetivo nos chips é diferente do valor usado pelo barramento do sistema.

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ENVIO de INFORMAÇÃO A frequência do BUS não duplica. O dobro de dados transita simultaneamente.

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A sigla DDR significa Double Data Rate, Dupla Taxa de Transferência. Para entender como a taxa de transferência aumenta em duas vezes, basta realizar o cálculo: [número de bytes] x [frequência do barramento] x 2

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Para escolher

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1º) A marca; 2º) Defina suas prioridades; 3º) Informar-se muito bem nos sites oficiais sobre os diversos modelos; 4º) Analise o tipo de memória requisitado para o processador (ex: DDR2, DDR3);


Para escolher

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5º) Para processadores de alto desempenho, aproveite para verificar a fonte necessária e a placa-mãe suportada; 6º) Analisar bem os comparativos nos sítios web da especialidade; 7º) Faça uma boa pesquisa sobre os preços.


Artigo – Montar um PC

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http://pplware.sapo.pt/gadgets/hardware/como-montar-um-pc%E2%80%A6tintim-por-tintim/

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