TECNOLOGIA E SISTEMAS TECNOLOGIA E SISTEMAS DE INFORMAÇÃODE INFORMAÇÃOProf. Eduardo ArrudaProf. Eduardo Arruda
Curso deCurso deGestão FazendáriaGestão Fazendária
HardwareHardware
Dispositivos de Dispositivos de Processamento de Processamento de
InformaçãoInformação
Unidade 2Unidade 2
ObjetivoObjetivo
Fornecer umavisão geral sobretecnologia aplicada à construção de hardware, ou seja, computadores e outros dispositivos de processamento
ConceitoConceito
Hardware é oconjuntode componentes físicosque compõe um dispositivo de processamento
ConceitoConceito
Um dispositivo deprocessamento éum equipamento capaz de realizar processamento de dados
Dispositivo de Processamento
(Hardware)Dados deEntrada
Processamento de Processamento de dadosdados
Dados deSaída
Programa deComputador(Software)
ExemplosExemplos
Computadores demesa, portáteis, servidores de rede, mainframes, super-computadores, etc.
Handhelds, palmtops, tabletPCs, coletores de dados, etc.
ExemplosExemplos
Telefones celularesImpressoras,
tocadores de MP3, câmeras digitais, calculadoras, agendas, etc.
Componentes de Componentes de dispositivos de dispositivos de processamentoprocessamento
Atualmente osprincipaiscomponentes ativos dosdispositivos de processamento são implementados como circuitos integrados ou chips
Circuitos Circuitos IntegradosIntegrados
Um circuito integradoou chip é construídoa partir de um material semicondutor, normalmente o silício, um derivado da areia, sobre o qual são construídos transistores
TransistorTransistor
Transistores são oscomponentes maisbásicos de um circuito integrado ou chip
http://www.lsi.usp.br/~chip/como_funcionam.html
Funcionamento de Funcionamento de um transistorum transistor
Um transistor é umdispositivo binário
A lei de MooreA lei de Moore
Fonte: www.intel.com
Processamento de Processamento de dados bináriosdados binários
A combinação dediversos transistorespermite a criação de estruturas mais complexas Armazenamento de dados binários Processamento de dados binários
Circuito integrado Circuito integrado e encapsulamentoe encapsulamento
Circuitos integrados Circuitos integrados de arquitetura de arquitetura bináriabinária
Os chips baseiam-seem arquitetura binária
Binário: dois estados 0 e 1 ~ Sim e Não ~ Verdadeiro e Falso
Nos dispositivos eletrônicos 0 Volts e 5 Volts ~ 0 Volts e 3.3 Volts
Informação bináriaInformação binária
A menor quantidadede informaçãopossível é denominada bit (b)
Um bit representa um dos dois estados binários possíveis 0 e 1 ~ Sim e Não ~ Verdadeiro e Falso 0 Volts e 3.3 Volts
Seqüências de Seqüências de bitsbits
É possível contarapenas com doisdedos: dedo 0 e dedo 100 = 0000 0000 04 = 0000 010001 = 0000 0001 05 = 0000 010102 = 0000 0010 06 = 0000 011003 = 0000 0011 ...
Bits e BytesBits e Bytes
Um conjunto de 8 bitsé conhecido com 1Byte (B)
Com 1 B é possível representar um caracter, pois cada caracter está associado a um número
Representação de Representação de caracterescaracteres
Exemplos
Caracter 0 = 48 = 00110000 Caracter A = 64 = 01000000 Caracter B = 65 = 01000001 ...
Medidas de Medidas de quantidade de quantidade de informaçãoinformação
1 Byte (B) = 8 bits (b)1 KiloByte (KB) = 1.024 B1 MegaByte (MB) = 1.024 KB =
1.048.576 B1 GigaByte (GB) = 1.024 MB = 1.048.576
KB = 1.073.741.824 B
Arquitetura de um Arquitetura de um dispositivo de dispositivo de processamentoprocessamento
Processador
MemóriaPrimária
Dispositivos deEntrada
Dispositivos deSaída
MemóriaSecundária
MemóriaTernária
ProcessadorProcessador
Responsável pela efetivatransformação dos dadosde entrada em dados de saída
É o componente principal da arquitetura de um dispositivo de armazenamento
Atualmente os processadores são construídos como circuitos integrados (chips) e são conhecidos como microprocessadores
MicroprocessadoresMicroprocessadores
Microprocessadoressão utilizados emvariados tipos de dispositivos de processamento, desde computadores até telefones celulares
MicroprocessadoresMicroprocessadores
Existem duastecnologias básicas deconstrução de microprocessadores CISC, mais largamente utilizada em
computadores de uso pessoal (de mesa e portáteis)
RISC, utilizada em computadores servidores e em microprocessadores embarcados
Desempenho de Desempenho de MicroprocessadoresMicroprocessadores
A indústria estimula acomparação entre osdiferentes modelos de microprocessadores pela freqüência de funcionamento, medida em MHz ou GHz
A freqüência somente pode ser utilizada como fator de comparação entre processadores de mesma família
Microprocessadores Microprocessadores de computadores de de computadores de mesamesa
Intel Pentium® 4 – 2.8 GHz Pentium® III – 1.0 GHz Celeron® – 2.0 GHz
AMD AMD Athlon™ XP – 2800+ e 2700+ AMD Athlon™ – 1.4 GHz AMD Duron™ – 1.3 GHz
Motorola/IBM PowerPC G4 – 1.25 GHz
Microprocessadores Microprocessadores de computadores de computadores portáteisportáteis
Intel Mobile Intel® Pentium® 4
– 2.2 GHz Mobile Intel® Pentium® III – 1.33 GHz Mobile Intel® Celeron® – 1.8 GHz
AMD Mobile AMD Athlon™ XP – 2000+ e 1900+ Mobile AMD Athlon™ 4 – 1600+ Mobile AMD Duron™ – 1.3 GHz
Motorola/IBM PowerPC G3 – 700 MHz
Microprocessadores Microprocessadores de computadores de computadores servidoresservidores
Intel Intel® Itanium® 2 – 1.0
GHz Intel® Itanium® – 800 MHz Intel® Xeon™ 512KB L2 cache – 2.8 GHz Intel® Xeon™ MP – 1.6 GHz Intel® Pentium® III Xeon™ – 900 MHz Intel® Pentium® III – 1.4 GHz
AMD AMD Athlon™ MP for Servers – 2200+
Microprocessadores Microprocessadores de computadores de computadores servidoresservidores
IBM 64-bit Power4 – 1.3 GHz 64-bit RS64 IV – 600 MHz
SUN UltraSPARC® III Cu – 900 MHz UltraSPARC® II – 466 MHz
HP PA-RISC PA-8700+ – 875 MHz
Medida de Medida de desempenhodesempenho
O desempenho deum dispositivo podeser medido pela velocidade com que ele executa as instruções de programa MIPS (milhões de instruções por segundo) FLOPS (operações de ponto flutuante por
segundo), MFLOPS, GFLOPS
Evolução dos Evolução dos microprocessadoresmicroprocessadores
Fonte: www.intel.com
1971: 4004
1989: 804862000: Pentium 4
Memória primáriaMemória primária
Armazena osprogramasem execução no dispositivo, bem como os dados que estão sendo processados
Nenhum tipo de processamento é executado sem que os dados e os programas residam na memória primária
Medida de Medida de memória primáriamemória primária
A memória primária émedida pelacapacidadede armazenamento de informação
Atualmente a memória primária padrão dos computadores de mesa é de128 MB, 256 MB ou 512 MB
Memória RAMMemória RAM
A memória primária étipicamente umamemória DRAM – Dynamic Random Access Memory –, ou seja, uma memória de acesso aleatório – acesso rápido
Esta rapidez também significa volatilidade
Desempenho das Desempenho das memórias RAMmemórias RAM
SDRAM 100 MHz = 100 MHz X 64 bit= 800 MB/s
SDRAM 133 MHz = 133 MHz X 64 bit= 1064 MB/s RDRAM 800 MHz = 800 MHz X 16 bit= 1600 MB/s DDRAM 100 MHz = 2 X 100 MHz X 64 bit= 1600
MB/s DDRAM 133 MHz = 2 X 133 MHz X 64 bit= 2128
MB/s
Construção de Construção de memórias RAMmemórias RAM
As memórias RAMsão construídas comoplacas de circuitos integrados
Memória Memória cachecache
SRAM – StaticRandom AccessMemory
Utilizada para implementação de memória cache, mais rápida que a memória RAM normal, mas menor e mais cara
Memória Memória cachecache
A memória cacheexiste para aceleraro acesso à memória primária
2 ou mais níveis de cache fazem com que os dados mais acessados estejam disponíveis em memória de acesso mais rápido
Hierarquia de Hierarquia de memória primáriamemória primária
MEMÓRIARAM
CACHEL2
CACHEL1 8 KB
512 KB
131.072 KBa 524.288 KB
Hierarquia de Hierarquia de memória primáriamemória primária
Cache L1: interna aomicroprocessador
Cache L2: montada na mesma placa de circuito impresso do microprocessador
Memória RAM: externa ao microprocessador
Memória Memória secundáriasecundária
É a memória utilizadapara armazenamentopermanente de dados
Normalmente assume a forma de discos magnéticos
Atualmente existem dispositivos mais compactos
Memória Memória secundáriasecundária
Memória primária X Memória primária X memória secundáriamemória secundária
Memória primária: Menor, mais rápida e
mais caraMemória secundária:
Maior, mais lenta e mais barata
Memória primária X Memória primária X memória secundáriamemória secundária
Padrão atual dememória primária emum computador de mesa: 128 MB a 512 MB
Padrão atual de memória secundária (disco rígido): 20 GB a 80 GB = 20.480 MB a 81.192 MB
± 160 vezes maior
Memória primária X Memória primária X memória secundáriamemória secundária
Custo atual damemória primária: ± R$ 1,6000 por 1 MB
Custo atual da memória secundária (disco rígido): ± R$ 0,0067 por 1 MB
± 240 vezes mais barata
Organização de Organização de memória secundáriamemória secundária
A memória secundária,ou seja, os discosmagnéticos e outras mídias, são organizados em drives ou unidades lógicas (C:, D:, etc.)
Nestes drives são salvos os arquivos dos usuários
Dispositivos de Dispositivos de EntradaEntrada
Exemplos: Teclado Mouse Scanner Touch-screen Caneta Microfone
Dispositivos de Dispositivos de SaídaSaída
Exemplos Monitor de vídeo Impressora Caixas de som Plotter
Memória ternáriaMemória ternária
A memória ternária éutilizada normalmentepara execução de cópias de segurança
A memória secundária é mais sujeita a problemas, que causam a perda de informações
Memória secundária Memória secundária X memória ternáriaX memória ternária
Memória secundária: Menor, mais rápida,
mais cara e menos seguraMemória secundária:
Maior, mais lenta e mais barata e mais segura
Memória secundária Memória secundária X memória ternáriaX memória ternária
Memória secundária: ± R$ 0,0067 por 1 MB
Memória secundária: ± R$ 0,0027 por 1 MB
± 2,5 vezes mais barata
Memória ternáriaMemória ternária
Exemplos: Fitas magnéticas
DDS DLT LTO
Discos ópticos Discos magneto-ópticos
Memória ternáriaMemória ternária
Processador
MemóriaPrimária
Dispositivos deEntrada
MemóriaSecundária
MemóriaTernária
O programa de computador é lido para a memória
primária
Dispositivos deSaída
Processador
MemóriaPrimária
Dispositivos deEntrada
MemóriaSecundária
MemóriaTernária
Dispositivos deSaída
O usuário interage com o
programa fazendo
entrada de dados
Processador
MemóriaPrimária
Dispositivos deEntrada
MemóriaSecundária
MemóriaTernária
Dispositivos deSaída
Os dados entrados pelo usuários são
armazenados na memória primária,
juntamente com o programa
Processador
MemóriaPrimária
Dispositivos deEntrada
MemóriaSecundária
MemóriaTernária
Dispositivos deSaída
O processador transforma os dados
de entrada, provenientes dos dispositivos de
entrada e da memória secundária, em dados
de saída
Processador
MemóriaPrimária
Dispositivos deEntrada
MemóriaSecundária
MemóriaTernária
Os dados de saída são exibidos para o usuário através dos dispositivos de saída
Dispositivos deSaída
Processador
MemóriaPrimária
Dispositivos deEntrada
MemóriaSecundária
MemóriaTernária
Dispositivos deSaídaEventualmente os
dados de saída são salvos na memória
secundária
Processador
MemóriaPrimária
Dispositivos deEntrada
MemóriaSecundária
MemóriaTernária
Dispositivos deSaída
Eventualmente também são lidos para
a memória primária dados armazenados
na memória secundária
Processador
MemóriaPrimária
Dispositivos deEntrada
MemóriaSecundária
MemóriaTernária
Dispositivos deSaída
Por segurança, os programas e dados armazenados em
memória secundária são copiados para a
memória ternária
Computadores de Computadores de MesaMesa
Placa-mãePlaca-mãe19
13
11
17
5
4
2
1
8 7 6
15
3
910
12
14
16 18
Fonte: www.asus.com
Placa-mãePlaca-mãe
1. Conector de alimentação 12. Socket para o microprocessador3. Chip controlador de vídeo4. Sockets para memória primária5. Conector de Alimentação 2
Placa-mãePlaca-mãe
6. Conector de Alimentação 37. Conector para unidade de disquetes8. Conectores para unidades de disco
rígido9. Chip Controlador de dispositivos de
entrada e saída 110. Chip controlador de voz
Placa-mãePlaca-mãe
11. Memória ROM (Flash ROM)12. Led indicador de stand-by13. Chip de monitoramento de hardware14. Chip controlador de dispositivos de entrada
e saída 215. Slots para placas de expansão padrão PCI
Placa-mãePlaca-mãe
16. Chip controlador de áudio17. Chip controlador de acesso à rede18. Led indicador de alerta19. Slot para conexão de placa de vídeo
Estações de Estações de trabalho de redetrabalho de rede
Computadores Computadores portáteisportáteis
Computadores Computadores estações de trabalhoestações de trabalho
Computadores Computadores servidores (Intel)servidores (Intel)
Computadores Computadores servidores (RISC)servidores (RISC)
Computadores Computadores servidores (RISC)servidores (RISC)
MainframesMainframes
Computadores de Computadores de mãomão
PDA – Personal Digital Assistants –,
Suporte a Java,
tecnologia GSM (Oi e
TIM), câmera
digital, rede sem fio
Telefones Telefones celularescelulares
Celular, fax, SMS, e-mail, WWW, WAP, Java, PDA
Telefones celulares Telefones celulares + computador de + computador de mãomão
Utilizam arquitetura e microprocessadores de computadores de mesa, com tela sensível ao toque e interface por caneta
Tablet PCsTablet PCs
Dispositivos de Dispositivos de armazenamento armazenamento (secundário)(secundário)
Até 69 TB (bruto)
Até 34 TB (líquido)
Dispositivos de Dispositivos de armazenamento armazenamento (secundário)(secundário)
Dispositivos de Dispositivos de armazenamento armazenamento (secundário)(secundário)
Até 27.9 TB (bruto)Até 22.4 TB (líquido)
Dispositivos de Dispositivos de armazenamento armazenamento (ternário)(ternário)
Até 6 drives e 72 cartuchosAté 14.4 TB
Até 72 drives e 2481 cartuchosAté 496.2 TB
SD
PowerPC
SD
S D
SD
Internet
SD SD SD
SD
SilkWo rm 2800
1 3 5 7 9 1 1 1 3 15
0 2 4 6 8 10 1 2 1 4
Intranet
SD
PowerPC
SD
S D
SD
PowerPC
SD
S D
SD
SD
Pow erEdg e6350
SD
Pow erEdge4350
SD
Pow erEdg e6350
SD
Pow erEdg e6350
SD
UltraScan
UltraScan Terminal
Dispositivos decomputação
móvel
Servidoresem Cluster
ServidorRISC Servidores
Intel
Storage Backup
ServidorIntel
Computadoresde mesa
Modelo de Modelo de empresa atualempresa atual
SitesSites de referência de referência
Fabricantes decomputadores http://www.acer.com http://www.dell.com http://www.hp.com http://www.ibm.com
SitesSites de referência de referência
Fabricantes demicroprocessadores http://www.amd.com http://www.ibm.com http://www.intel.com http://www.motorola.com
SitesSites de referência de referência
Fabricantes dememórias http://www.kingston.com
Fabricantes de discos http://www.maxtor.com http://www.quantum.com http://www.seagate.com
SitesSites de referência de referência
Fabricantes deunidades dearmazenamento http://www.emc.com http://www.hds.com http://www.ibm.com
SitesSites de referência de referência
Fabricantes dedispositivos decomputação móvel http://www.handspring.com http://www.nokia.com http://www.palm.com http://www.siemens.com
SitesSites de referência de referência
Links Gerais http://www.cellular.co.za http://www.pr.gov.br/celepar/celepar/
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