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Conceitos de Hardware

Sumário

Processador

Tem como operações básicas: input, processing, output e storage.

  • UCP: Unidade Central de Processamento.

    • Manupula direta ou indiretamente os dados
    • Executa microinstruções Dentre as funções do processador está a de controle, e a de processamento.
    • Processamento:
      1. OLA - Operações Lógicas e Aritméticas.
      2. Memória -> CPU; registrador -> memória.
      3. Desvios e operações de Entrada e Saida

  • Barramentos(Bus):

    • Caminhos fisicos que levam os dados. Existem 3 tipos de barramentos, são eles:
      1. Adress Bus: trafega posições de memória.
      2. Data Bus: trafega dados para memória, processador ou perifericos.
      3. Control Bus: trafega sinais de controle.
      • USB - Universal Serial Bus.

  • Relógio (Clock): Gerador de pulsos a intervalos regulares para indicar a frequência e a velocidade do processador, mas não é confiavél porque algumas micro-instruções gastam mais de um ciclo para serem realizadas.

  • Registradores: Memórias ultra rápidas que armazena dados temporários. A quantidade de bits processadores determina o tamanho do registrador.

  • Estratégias de Implementação - CISC: Complex Instruction Set Computer

    • Um grande conjunto de funções que implica em processador mais complexo e lento. - RISC: Reduced Instruction Set Computer
    • Um conjunto menor de instruções que precisa de apenas um ciclo para ser processado. - Híbrida:
    • Essencialmente CISC e internamente RISC.

Memória

Armazena informações em binário e é constituida de uma quantidade de células(e endereçoes) finita.

  • Endereço: codigo de identificação da localização.

  • Célula: unidade de informação a ser armazenada (1 byte)

  • Operações:

    • Escrita: transferência de informações de outro componente do sistema para a memória.
    • Leitura: transferência de informações da memória para outro componente do sistema.

  • Hierarquia:

    • Custo Alto, Velocidade Alta e Baixa Capacidade -> baixo custo,baixa velocidade e alta capacidade.
      1. Registradores
      2. Cache
      3. Memória Principal
      4. Discos
      5. Memória Secundária
      6. CD-ROM

  • Registradores Armazena dados e resultados que serão usdos na ULA.

    • Tempo de acesso: 1 a 5 ns
    • Capacidade: 8 a 64 bits
    • Volátil: Sim
    • Tecnologia: Semicondutores
    • Temporiedade: Armazenamento Temporario.
    • Custo: Altissimo.

  • Cache Evita gargalo entre registradores e memória principal.

    • Tempo de acesso: 5 a 7 ns
    • Capacidade: Varia
    • Volátil: Sim
    • Tecnologia: Circuitps eletrônicos (SRAM)
    • Temporiedade: Armazenamento Temporario.
    • Custo: Alt.

  • Memória Principal Memoria básica do PC, onde programas e dados são executados.

    • Tempo de acesso: 7 a 15 ns

    • Capacidade: 4GB a 32GB

    • Volátil: Sim, com exceção da BIOS

    • Tecnologia: Dinâmica (DRAM)

    • Temporiedade: Varia

    • Custo: Acessivel

    • Fatores limitantes do tamanho:

      • Endereçamente: depende do adress bus.
      • Chipset: controladore de memória
      • Físico: quantidade máxima de locais de encaixe para a memória.

    • Capacidade da MP:

      • T = N x M
      • T - capacidade em bits
      • N - nº de bits de cada célula
      • M - 2 elevado ao nº de linhas.

  • Memória Secundária Maior capacidade e permanência. - Tempo de acesso: 8 a 15 ns - Capacidade: Alta - Volátil: Não - Tecnologia: Varia - Temporiedade: Permanente - Custo: Baixo comparada as demais.

Entrada e Saída

Permitem a comunicação homem - máquina. Cada dispositivo se comunica com o núcleo de forma diferente, tal comunicação chamada de protocolo é feita com a transferência de informações para interfaces (ao invés da UCP).

  • Interfaces:
    • Compatibiliza com as diferentes características de um periférico e da UCP.
  • Comunicação Paralela:
    • bits transferidos simultâneamente.
    • taxa throughtput é alta.
    • Problema: skew, informação chegando fora de ordem.
  • Comunicação Serial:
    • bits transferidos de um a um (para longas distâncias)

Transmições

  • Síncrona de caractere: intervalo de tempo fixo.

  • Assíncrona de caractere: não fixo, para após 8 bits. Envia 1s até chegar em uma info(0)

  • Simplex: Transfere apenas do transmissor para o receptor em uma via única.

  • Half-Duplex: O transmissor também pode assumir o papel de receptor, porém é feita uma transferência por vez.

  • Full-Duplex: O transmissor também pode assumir o papel de receptor, mas as transferências podem ser feitas simultaneamente