Hardware para Microcomputadores

1. Hardware para Microcomputadores Profa. MsC. Leda Mara Cadore

2. Hardware para Microcomputadores • O que é Hardware? • Divisão • Sistema central • Periféricos • Roteiro • Sistema Central • Periféricos • Representação de Dados na Memória • Tipos de Memória • Unidades de Entrada • Unidades de Saída

3. 1. Sistema Central • Localização: Gabinete • Composto por circuitos eletrônicos (ou integrados) • Principal: CPU • Gerencia todas as funções do sistema • Processador ou Microprocessador • Consiste num circuito integrado (chip)

4. Processamento e Controle Unidade de Entrada Unidade de Saída Armazenamento Secundário 1. Sistema Central • Esquema básico do hardware

5. Unidade de Saída Unidade de Entrada Memória Auxiliar Periféricos 1. Sistema Central Sistema Central

6. Unidade de Saída Unidade de Entrada Memória Principal UC ULA Memória Auxiliar 1. Sistema Central Sistema Central Realiza as operações lógicas e aritméticas “Cérebro” do Computador CPU Comanda as outras unidades Armazena dados e programas necessários para a realização de um trabalho

7. Unidade de Saída UC ULA Memória Auxiliar Memória Principal 1. Sistema Central Sistema Central CPU Unidade de Entrada

8. Unidade de Saída ULA Memória Auxiliar 1. Sistema Central Sistema Central CPU Unidade de Entrada UC Memória Principal

9. Unidade de Saída ULA Memória Auxiliar 1. Sistema Central Sistema Central CPU Unidade de Entrada UC Memória Principal

10. Unidade de Saída Memória Auxiliar 1. Sistema Central Sistema Central CPU ULA Unidade de Entrada UC Memória Principal

11. Memória Auxiliar 1. Sistema Central Sistema Central CPU ULA Unidade de Entrada UC Unidade de Saída Memória Principal

12. 1. Sistema Central Sistema Central CPU ULA Unidade de Entrada UC Unidade de Saída Memória Principal Memória Auxiliar

13. 1. Sistema Central • Barramento • Meio utilizado para transferir informações (sinais) de um componente para outro do computador • Padrões: • ISA (16 bits) • VLB (32 bits) • PCI (64 bits) • CPU é um circuito eletrônico • Distingue dois estados • 1 ou 0 (linguagem da máquina)

14. 1. Sistema Central • Atividades regidas por ciclos • Tempo mínimo para execução de uma tarefa • Uma instrução n ciclos (ex.: soma) • Clock (relógio ou freqüência): indica o número de ciclos que a CPU executa em um segundo • Unidade de medida do clock: MHz (milhões de ciclos por segundo)

15. 2. Periféricos • Fazem a comunicação homemmáquina • Computador: linguagem de máquina • “Tradução” • São periféricos • Unidade de Entrada (teclado, mouse) • Unidade de Saída (monitor, impressora) • Memória Auxiliar (fitas, discos rígidos, discos flexíveis)

16. 2. Periféricos • Observação

17. 3. Representação de Dados na Memória • A memória principal e a auxiliar possuem uma unidade de medida • BIT x BYTE • BIT (Binary digiT): menor unidade de informação que pode assumir dois valores (1/0) • BYTE: agrupamento de 8 bits; normalmente corresponde a um caracter

18. 3. Representação de Dados na Memória • O que é sistema binário? • Sistema composto por apenas dois símbolos (0/1) • Conversão de um caracter para o sistema binário? • 8 combinações • 1 caracter = 1 byte = 8 bits • 1 bit - 2 caracteres • 8 bits - 28 caracteres • n bits - 2n caracteres

19. 3. Representação de Dados na Memória • Unidade de medida para quantificar a memória principal e indicar a capacidade de armazenamento são os múltiplos do byte • K, KB quilobyte (mil) 2101.024 bytes • M, MB megabyte (milhão) 2201.048.576 bytes • G, GB gigabyte (bilhão) 230 1.073.741.824 bytes • T, TB terabyte (trilhão) ...

20. 4. Tipos de Memória • Memória • Conjunto de elementos eletrônicos usados para armazenar dados e instruções • Divisão • Memória Principal • Memória Auxiliar

21. 4. Tipos de Memória • Memória Principal • Composta por dois circuitos eletrônicos • RAM (Random Access Memory) • Memória de trabalho • Volátil • Permite gravação e leitura • ROM (Read Only Memory) • Usada para fins específicos (só é lida pela CPU) • Não volátil • Só leitura (conteúdo gravado pelo fabricante)

22. 4. Tipos de Memória • Tipos de RAM • DRAM (dinamic RAM) • Circuito mais simples • Lenta • Armazenamento de cargas elétricas em capacitores que perdem a carga • Conteúdo deve ser renovado centenas de vezes por segundo (refresh) • SRAM (static RAM) • Circuito mais complexo • Extremamente rápida • Baixo consumo de energia • Embora volátil, só perde o conteúdo se o computador for desligado • Alto custo (cache e placa mãe)

23. 4. Tipos de Memória • Siglas • SIMM (Single in line Memory Module) • Módulo de conexão da DRAM à placa-mãe • 72 pinos • Velocidade: 60-80 ns (bilionésimo de segundo) • DIMM (Dual in line Memory Module) • Módulo de conexão da DRAM à placa-mãe • 168 pinos • Velocidade: 50-60 ns • EDO RAM (Extended Data Output RAM) • Saída de dados estendida • Módulo que permite uma freqüência superior • SDRAM (Synchronous DRAM) • Usada em placas-mãe de última geração • Sincronizada com a CPU

24. 4. Tipos de Memória • Tipos de ROM • ROM (Read Only Memory) • Programável durante a fabricação • Baixo custo para grandes volumes • Tempo de vida longo • PROM (Programmable ROM) • Programável após a fabricação • Uma vez programada não pode ser modificada • EPROM (Erasable PROM) • Conteúdo apagado e regravado - Ultravioleta • Custo alto • EEPROM (Electrically EPROM) • Apagável eletricamente • Custo alto

25. 4. Tipos de Memória • Memória Auxiliar • Em relação à memória principal • Mais lenta • Custo menor • Não volátil • Maior capacidade de armazenamento • Mecanismos de acesso seqüencial ou direto • Usadas para armazenamento de informações e programas e para fazer backup

26. 4. Tipos de Memória • Tipos de memória auxiliar • Cartão e fita de papel perfurados (obsoletos) • Disco flexível • 8” (430/1.2 KB); 5.25” (360/1.2 KB); 3.5” (720/1.44 KB) • ZIP (100/250 MB); JAZZ (1/2 GB) • Disco rígido (HD) • Winchester, removível • Fitas • Carretel (±40 MB), cartucho, cassete • DAT - Digital Audio Tape (até 8 GB) • Óticas • CD-ROM(650 MB),CD-R(Recordable)/WORM(Write-Once Read-Many) • DVD: Digital Video Disk Digital Versatile Disk (4.7 GB) • Cartão de memória • EEPROM • PCMCIA - Personal Computer Memory Card International Association (±200 MB)

27. 4. Tipos de Memória • “Outras” memórias • Memória Virtual • Conjunto de endereços da memória principal passa a ser maior que a quantidade real • Combina a memória auxiliar e a principal • Troca de dados entre disco e memória: swapping • Memória Cache • Dispositivo especial de memória, de alta velocidade, com a função de abrigar o que é mais solicitado • Aumenta: taxa transferência e velocidade processador • Localização “lógica”: entre o processador e a memória principal • Localização “física”: interna (dentro do microproces-sador) ou externa (chips adicionais instalados na placa mãe)

28. 5. Dispositivos de Entrada e Saída • Concretizam comunicação homemmáquina • Meio X Dispositivo • Meio: onde a informação está armazenada • Dispositivo: equipamento que manipula o meio • Entrada/Saída, Entrada, Saída

29. 5. Dispositivos de Entrada e Saída • Monitores • Entrada:touchscreen • Tipos • Coloridos ou monocromáticos • CRT x Cristal Líquido (tela plana) • Qualidade: CGA, VGA, SuperVGA • Dot pitch, Entrelaçado X Não Entrelaçado • Unidade de fita magnética • Cartão perfurado

30. 5. Dispositivos de Entrada e Saída • Unidade de disco magnético • Unidade de disco ótico • Modem e Fax/Modem • Unidade de comunicação do micro com a linha telefônica • Pode ser interno ou externo • Velocidade: kbps

31. 6. Dispositivos de Entrada • Teclado • Teclado de funções programáveis ou teclado alfanumérico • Caneta luminosa - light pen • Identificação de elementos da tela • Detecção de luz • Trackball

32. 6. Dispositivos de Entrada • Mouse • Mecânico • Ótico (transmissão infravermelho -estações de trabalho) • Touch pad • Sem fio (transmissão sinal de rádio)

33. 6. Dispositivos de Entrada • Alavanca ou joystick • Scanner • Mesa / Mão • Monocromático / Colorido • Tridimensional • OCR(Optical Character Recognition -transforma texto em arquivo editável) • DPI (Dots Per Inch ou Ppp)

34. 6. Dispositivos de Entrada • Digitalizador de vídeo • Digitalizador espacial • Painel ou mesa sensível ao toque - touch panel • Mesa digitalizadora

35. 6. Dispositivos de Entrada • Luva eletrônica • Data Glove • Luva com esqueletos externos • Data suit(rastreador de movimentos) • Leitora de código de barras

36. 6. Dispositivos de Entrada • Dispositivos de rastreamento - tracking devices • Câmaras digitais

37. 7. Dispositivos de Saída • Traçadores gráficos ou Plotters • De mesa • Tambor • Eletrostático

38. 7. Dispositivos de Saída • Impressoras de impacto ou matriciais • Agulhas • Velocidade: CPS (Character per Second) • Baixa resolução • Impressoras a jato de tinta • Velocidade: PPM (Page Per Minute) • Resolução: DPI (Dots Per Inch) • Impressoras a laser • Ótima qualidade • Muita memória

39. 7. Dispositivos de Saída • Impressoras de transferência térmica • Lenta, mas com qualidade excelente • Tinta: “aquecida” • Papel especial • Impressoras dye-sublimation • Tinta: “forma gasosa” • Papel especial

40. 7. Dispositivos de Saída • Registrador fotográfico • Stereo Glasses • Visão estereoscópica • Óculos com lentes de cristal líquido capazes de bloquear a visão quando necessário

41. 7. Dispositivos de Saída • Head Mounted Displays - HMD • Duas pequenas telas • Fone de ouvido • Dispositivos Geradores de Sensação de Tato e de Força (haptic displays) • Realidade virtual • Tato: geometria, textura e temperatura • Força: peso e maciez ou dureza

42. 8. Evolução dos Microcomputadores • Histórico dos processadores (Intel) • PC XT (eXtended Technology) • PC AT (Advanced Technology) • Pentium • Observação • Co-processador Aritmético: processador encarregado de fazer cálculos

43. 8. Evolução dos Microcomputadores

44. Fim