Placa mãe

          Uma placa mãe é basicamente uma placa de circuito impresso composta por chip, capacitores, reguladores e encaixes. A placa mãe é de grande importância, pois todos os outros componentes são conectados nela e é ela que faz a interligação entre esses vários componentes. Além de permitir o tráfego de informação, a placa também alimenta alguns periféricos com a energia elétrica que recebe da fonte do gabinete.

Placa mãe

Referência: 

http://www.techtudo.com.br/artigos/noticia/2012/04/o-que-e-placa-mae-e-como-funciona.html

Paralelismo - Clock

Paralelismo

     Para que um processador consiga executar uma sequência de instruções mais rapidamente várias abordagens podem ser tentadas. Algumas abordagens atuam na implementação física do processador, tal como utilizar transistores mais rápidos. Outra abordagem é realizar melhoramentos na arquitetura. Uma forma de melhorar a arquitetura é adicionar paralelismo em nível de instrução. Processadores com paralelismo em nível de instrução podem executar instruções de forma paralela e, idealmente, de forma transparente para o programador.

         Uma técnica bastante utilizada para alcançar o paralelismo em nível de instruções é o uso de pipeline. A técnica do pipeline tira proveito do fato de que uma instrução de máquina pode ser dividida em uma sequência de etapas intermediárias. Em uma arquitetura MIPS, por exemplo, cada instrução pode ser divididas em cinco etapas: busca, decodificação, execução, escrita em memória e escrita nos registradores. Como cada instrução está realizando apenas uma dessas etapas em um instante de tempo, mais de uma instrução pode ser executada em um mesmo instante de tempo desde que elas não estejam na mesma etapa.

Clock

        O Clock basicamente é a velocidade que o processador ou outro dispositivo consegue operar, em ciclos por segundo. 

     O clock é multiplicado pela quantidade de núcleos do processador. Se temos um processador quad-core (quatro núcleos) de 2.1GHz teremos no total um clock de 8.4GHz.

        Ai voltamos na arquitetura de 32 e 64 bits. Se o processador for de arquitetura 32 bits ele processará 32 bits a cada ciclo e assim sucessivamente.

Referência:

https://sites.google.com/a/ee.ufcg.edu.br/otacilio/resenha-unidade-4---paralelismo-em-nivel-de-instrucao

Instruções

Representação elementar que gera uma ação em um computador. Determina o que o computador deve fazer naquele instante. Um programa é composto por muitas instruções, que são executadas de forma ordenada pelo processador.

Tipos de instruções

- Matemáticas e lógicas
Soma, subtração, and, or...

- Movimentação de dados
registrador – registrador; registrador – memória; memória – registrador.

- Entrada/Saída

- Controle
Instruções de salto

Referência:

www2.dc.ufscar.br/~renato_violin/arquivos/ArqOrgCom.ppt

Como funciona o computador

O que é um computador?

     É um conjunto de dispositivos eletrônicos interligados e orientados por programas que nos auxiliam na execução de tarefas.

Organização Computacional

Sistemas Computacionais: compostos por hardware e software;

Hardware: parte física do computador (mouse, teclado, placas de vídeo e rede, fios, entre outros.

Softwares: toda parte lógica do computador, são os programas que o compõe, sistema operacional e aplicativos em geral.

Princípio de funcionamento

    O computador não é uma máquina com inteligência, na verdade, é uma máquina com uma grande capacidade para processamento de informações, tanto em volume de dados quanto na velocidade das operações que realiza sobre esses dados. Basicamente, o computador é organizado em três grandes funções ou áreas, as quais são: entrada de dados, processamento de dados e saída de dados.

Entrada de dados

    Para o computador processar nossos dados, precisamos ter meios para fornêce-los a ele. Para isso, o computador dispõe de recursos como o teclado, o mouse, disquetes e CDs para entrada de dados, e outros.

Processamentos de dados

    Os dados fornecidos ao computador podem ser armazenados para processamento imediato ou posterior. Esse armazenamento de dados é feito na memória do computador, que pode ser volátil (isto é, desapare quando o computador é desligado), referenciada pela memória RAM (Random Acess Memory - memória de acesso aleatório), ou pode ser permanente (enquanto não é "apagada" por alguém) através do armazenamento dos dados em unidades como as de disco fixo. O processamento dos dados é feito na CPU - Central Process Unit - unidade de processamento central ( ou simplismente processador, como o Pentium), onde a informação é tratada, sendo lida, gravada ou apagadada memória, sofrendo transformações de acordo com os objetivos que se deseja atingir com o processamento delas.

Saída de dados

    Os dados resultantes do processamento das informações pelo computador podem ser apresentadas de inúmeras formas, e por meio de diversos dispositivos. O monitor de vídeo é um dos principais meios para se obter dados de saída do computador: tanto texto normal ou formatado ou gráficos. Se quisermos que os resultados sejam apresentados em papel podemos fazer o uso de impressoras; se quisermos levar esses dados para outros computadores, podemos fazer uso, por exemplo, de disquetes, CDs, ou então conectar os computadores em rede (resumidamente, ligá-los através de cabos).

Referência:

http://aa-cienciasdacomputacao.wikidot.com/

Tipos de memória

Memória principal

   São memórias que o processador pode endereçar diretamente, sem as quais o computador não pode funcionar. Estas fornecem geralmente uma ponte para as secundárias, mas a sua função principal é a de conter a informação necessária para o processador num determinado momento; esta informação pode ser, por exemplo, os programas em execução. Nesta categoria insere-se a RAM, ROM (não volátil) e memória cache. 

Memória RAM

       São nelas que o processador armazena os dados com os quais está lidando. Esse tipo de memória tem um processo de gravação de dados extremamente rápido, se comparado aos vários tipos de memória ROM. No entanto, as informações gravadas se perdem quando não há mais energia elétrica, isto é, quando o computador é desligado, sendo, portanto, um tipo de memória volátil.

      Há dois tipos de tecnologia de memória RAM que são muitos utilizados: estático e dinâmico, isto é, SRAM e DRAM. Há também um tipo mais recente chamado de MRAM.

- SRAM (Static Random-Access Memory - RAM Estática): esse tipo é muito mais rápido que as memórias DRAM, porém armazena menos dados e possui preço elevado se considerarmos o custo por megabyte. Memórias SRAM costumam ser utilizadas como cache.

- DRAM (Dynamic Random-Access Memory - RAM Dinâmica): memórias desse tipo possuem capacidade alta, isto é, podem comportar grandes quantidades de dados. No entanto, o acesso a essas informações costuma ser mais lento que o acesso às memórias estáticas. Esse tipo também costuma ter preço bem menor quando comparado ao tipo estático.

- MRAM (Magnetoresistive Random-Access Memory - RAM Magneto-resistiva): a memória MRAM vem sendo estudada há tempos, mas somente nos últimos anos é que as primeiras unidades surgiram. Trata-se de um tipo de memória até certo ponto semelhante à DRAM, mas que utiliza células magnéticas. Graças a isso, essas memórias consomem menor quantidade de energia, são mais rápidas e armazenam dados por um longo tempo, mesmo na ausência de energia elétrica. O problema das memórias MRAM é que elas armazenam pouca quantidade de dados e são muito caras, portanto, pouco provavelmente serão adotadas em larga escala.

Memória ROM

       As memórias ROM (Read-Only Memory - Memória Somente de Leitura) recebem esse nome porque os dados são gravados nelas apenas uma vez. Depois disso, essas informações não podem ser apagadas ou alteradas, apenas lidas pelo computador, exceto por meio de procedimentos especiais. Outra característica das memórias ROM é que elas são do tipo não voláteis, os dados gravados não são perdidos na ausência de energia elétrica ao dispositivo. Eis os principais tipos de memória ROM:

- PROM (Programmable Read-Only Memory): esse é um dos primeiros tipos de memória ROM. A gravação de dados neste tipo é realizada por meio de aparelhos que trabalham através de uma reação física com elementos elétricos. Uma vez que isso ocorre, os dados gravados na memória PROM não podem ser apagados ou alterados;

- EPROM (Erasable Programmable Read-Only Memory): as memórias EPROM têm como principal característica a capacidade de permitir que dados sejam regravados no dispositivo. Isso é feito com o auxílio de um componente que emite luz ultravioleta. Nesse processo, os dados gravados precisam ser apagados por completo. Somente depois disso é que uma nova gravação pode ser feita;

- EEPROM (Electrically-Erasable Programmable Read-Only Memory): este tipo de memória ROM também permite a regravação de dados, no entanto, ao contrário do que acontece com as memórias EPROM, os processos para apagar e gravar dados são feitos eletricamente, fazendo com que não seja necessário mover o dispositivo de seu lugar para um aparelho especial para que a regravação ocorra;

- EAROM (Electrically-Alterable Programmable Read-Only Memory): as memórias EAROM podem ser vistas como um tipo de EEPROM. Sua principal característica é o fato de que os dados gravados podem ser alterados aos poucos, razão pela qual esse tipo é geralmente utilizado em aplicações que exigem apenas reescrita parcial de informações;

- Flash: as memórias Flash também podem ser vistas como um tipo de EEPROM, no entanto, o processo de gravação (e regravação) é muito mais rápido. Além disso, memórias Flash são mais duráveis e podem guardar um volume elevado de dados. É possível saber mais sobre esse tipo de memória no artigo Cartões de memória Flash, publicado aqui no InfoWester;

- CD-ROM, DVD-ROM e afins: essa é uma categoria de discos ópticos onde os dados são gravados apenas uma vez, seja de fábrica, como os CDs de músicas, ou com dados próprios do usuário, quando o próprio efetua a gravação. Há também uma categoria que pode ser comparada ao tipo EEPROM, pois permite a regravação de dados: CD-RW e DVD-RW e afins.

Memória cache

       A memória cache surgiu quando percebeu-se que as memórias não eram mais capazes de acompanhar o processador em velocidade, fazendo com que muitas vezes ele tivesse que ficar "esperando" os dados serem liberados pela memória RAM para poder concluir suas tarefas, perdendo muito em desempenho. São usados dois tipos de cache, chamados de cache primário, ou cache L1 (level 1), e cache secundário, ou cache L2 (level 2). O cache primário é embutido no próprio processador e é rápido o bastante para acompanhá-lo em velocidade. Sempre que um novo processador é desenvolvido, é preciso desenvolver também um tipo mais rápido de memória cache para acompanhá-lo. 

           Como este tipo de memória é extremamente caro (chega a ser algumas centenas de vezes mais cara que a memória RAM convencional) usa-se apenas uma pequena quantidade dela. Para complementar, usa-se também um tipo um pouco mais lento de memória cache na forma do cache secundário, que por ser muito mais barato, permite que seja usada uma quantidade muito maior.

Memória RAM

Memória cache

Memória ROM

Memória secundária

     São memórias para armazenamento permanente de dados. Não podem ser endereçadas diretamente, a informação precisa ser carregada em memória principal antes de poder ser tratada pelo processador. Não são estritamente necessárias para a operação do computador. São não-voláteis, permitindo guardar os dados permanentemente. Como memória externa, de armazenamento em massa, podemos citar os discos rígidos como o meio mais utilizado.

HD, Hard disk ou disco rígido 

          Sua utilidade é o armazenamento de dados. Isto significa que quando algum arquivo é armazenado, ele não se perde com o desligamento da máquina (como acontece com a memória RAM).

     O armazenamento do HD é contado normalmente em GB (Gigabytes), porem atualmente já existe discos rígidos com capacidade de TB (Tera Bytes - 1024 GB). Para se ter acesso aos dados do HD, é necessário um Sistema operacional.

Referências:

http://www.infowester.com/memoria.php

https://pt.wikipedia.org/wiki/Mem%C3%B3ria_(inform%C3%A1tica)

http://www.infoescola.com/informatica/memoria-cache/

http://www.hardware.com.br/termos/memoria-cache

Circuito

Todas as complexas operações de um computador não são mais do que simples operações aritméticas e lógicas básicas, como somar bits, complementar bits, comparar e mover bits. Estas operações são usadas para controlar a forma como o processador trata os dados, acede à memória e gera resultados.     Todas estas funções do processador são fisicamente realizadas por circuitos electrónicos, chamados circuitos lógicos. Assim sendo, um computador digital não é mais do que um "aglomerado" de circuitos lógicos (conjunto de portas lógicas).      Quando se deseja construir um circuito lógico relativamente simples, faz-se uso de um circuito integrado.      Os circuitos lógicos têm por base operações lógicas estudadas na Álgebra de George Boole (um conceituado matemático Inglês que viveu entre 1815-1864).  Fonte:  http://www.dcc.fc.up.pt/~zp/aulas/9899/me/trabalhos/alunos/Circuitos_Logicos/introducao.html

Portas lógicas

       As portas lógicas são componentes básicos da eletrônica digital. Elas são usadas para criar circuitos digitais e até mesmo circuitos integrados complexos. Em eletrônica digital apenas dois niveis são permitidos, “0” e “1”. Zero representa tensão de 0 V, enquanto que “1” representa uma tensão de 5 V no padrão TTL.

       Assim as portas lógicas são capazes de realizar diversas operações matematicas,para desenvolvimento da lógica digital.

Portas lógicas Básicas:

Inversor:

       Como o próprio nome já sugere, o inversor irá inverter o estado da entrada. Se você entrar o número “0” em um circuito inversor, você obterá na saída o número “1”, e vice-versa. A porta inversora é mais conhecida como NOT e sua saída é Y = /A, o circuito integrado mais comun é o 74LS04.

AND:

       Uma porta lógica AND realiza uma operação lógica “E”, Ela possui pelo menos duas entradas. Por isso, se A e B são suas entradas, na saída teremos o resultado de A x B (também representado como A · B), o ciruito integrado mais comun é o 74LS08.

OR:

       A porta lógica OR realiza uma operação lógica “OU”. Ela possui pelo menos duas entradas. Por isso, se A e B são suas entradas, na saída teremos o resultado de A + B seu ciruito integrado mais comun é o 74LS32. 

Portas Lógicas Derivadas:

NAND:

       Esta porta nada mais é do que uma porta AND com um inversor acoplado. Por isso, sua saída é o oposto da AND. Você pode construir uma porta NAND conectando uma porta AND a um inversor o CI mais comun é o 74LS00.

NOR:

       NOR é uma porta OR com um inversor acoplado. Por isso, sua saída é o oposto da porta OR. Você pode construir uma porta NOR conectando uma porta OR a um inversor seu CI é o 74LS02.

XOR:

       XOR significa OU exclusivo. A porta lógica XOR compara dois valores e se eles forem

diferentes a saída será “1”, o CI mais usado deste tipo é o 74LS86.

XNOR:

       XNOR significa NOR exclusivo e é uma porta XOR com sua saída invertida. Dessa forma, sua saída será igual a “1” quando suas entradas possuírem o mesmo valor e “0” quando elas forem diferentes. Circuito integrado 747266.

Fonte:

http://www.mecaweb.com.br/eletronica/content/e_porta_logica

Operações lógicas

      O tipo de dados primitivo mais simples é o chamado booleano ( ou lógico ). Pra quem não conhece esse tipo de dados, um dado booleano só pode assumir doisvalores (VERDADEIRO ou FALSO). 
       Operador lógico, assim como um operador aritmético, é uma classe de operação sobre variáveis ou elementos pré-definidos.

    AND, NAND, OR, XOR e NOT são os principais operadores lógicos, base para a construção de sistemas digitais e da Lógica proposicional, e também muito usado em linguagem de programação. Os operadores AND, NAND, OR e XOR são operadores binários, ou seja, necessitam de dois elementos, enquanto o NOT é unário. Na computação, esses elementos são normalmente variáveis binárias, cujos possíveis valores atribuídos são 0 ou 1. Porém, a lógica empregada para essas variáveis serve também para sentenças (frases) da linguagem humana, onde se esta for verdade corresponde ao valor 1, e se for falsa corresponde ao valor 0.

Operação lógica AND (E)

Operador lógico no qual a resposta da operação é verdade (1) se ambas as variáveis de entrada forem verdade.

Regra:

0 AND 0 -> 0

0 AND 1 -> 0

1 AND 0 -> 0

1 AND 1 -> 1

Operação lógica OR (OU)

Operador lógico no qual a resposta da operação é verdade (1) se pelo menos uma das variáveis de entrada for verdade

Regra:

0 OR 0 -> 0

0 OR 1 -> 1

1 OR 0 -> 1

1 OR 1 -> 1

Operação lógica XOR (OU EXCLUSIVO)

Operador lógico no qual a resposta da operação é verdade (1) quando as variáveis assumirem valores diferentes entre si.

Regra:

0 XOR 0 -> 0

0 XOR 1 -> 1

1 XOR 0 -> 1

1 XOR 1 -> 0

Operação lógica NOT (NÃO)

Operador lógico que representa a negação (inverso) da variável atual. Se ela for verdade, torna-se falsa, e vice-versa

Regra:

NOT 0 -> 1

NOT 1 -> 0

Fontes:
http://www.dicasdeprogramacao.com.br/operadores-logicos/
https://pt.wikipedia.org/wiki/Operador_l%C3%B3gico
https://netsec4dummies.wordpress.com/2011/09/01/operacoes-logicas/

Componentes básicos de um computador

       Hardware é a parte física de um computador, é formado por circuitos de fios e luz, placas, impressora, monitor, mouse, teclado, e qualquer outro material em estado físico, que seja necessário para fazer com o que computador funcione.

    Em suma, os hardwares são todos os periféricos conectados em um sistema operacional, não apenas os componentes externos, como também os que estão dentro da CPU são classificados como hardwares. Exemplo: placa de memória RAM, disco rígido, leitor de CD e DVD e etc. 

Processador

       O processador (CPU) é um chip que responde pela execução das tarefas cabíveis a um computador. Para compreender como um processador trabalha, é conveniente dividirmos um computador em três partes: processador, memória e um conjunto de dispositivos de entrada e saída (ou I/O, de Input/Output). Neste esquema, o processador exerce a função principal, já que cabe a ele o acesso e a utilização da memória e dos dispositivos de entrada e saída para a execução das atividades.

       Para entender melhor, suponha que você queira que o seu computador execute um programa (software) qualquer. Em poucas palavras, um programa consiste em uma série de instruções que o processador deve executar para que a tarefa solicitada seja realizada. Para isso, a CPU transfere todos os dados necessários à execução de um dispositivo de entrada e/ou saída - como um disco rígido - para a memória. A partir daí, todo o trabalho é realizado e o que será feito do resultado depende da finalidade programa - o processador pode ser orientado a enviar as informações obtidas para o HD novamente ou para uma impressora, por exemplo.

Bits dos processadores

       O número de bits é outra importante característica dos processadores e, tem grande influência no desempenho deste dispositivo. Processadores mais antigos, como o 286, trabalhavam com 16 bits. Durante muito tempo, no entanto, processadores que trabalham com 32 bits foram muitos comuns. Alguns modelos de 32 bits ainda são encontrados no mercado, todavia, o padrão atual são os processadores de 64 bits.

       Em resumo, quanto mais bits internos o processador possuir, mais rapidamente ele poderá fazer cálculos e processar dados em geral, dependendo da execução a ser feita. Isso acontece porque os bits dos processadores representam a quantidade de dados que os circuitos desses dispositivos conseguem trabalhar por vez.

Processador

Memória

       O conceito básico da memória é onde os dados são carregados e processados. A memória de um computador não está realmente concentrada num local, os dispositivos de armazenamento estão espalhados por toda a máquina. Por exemplo, os registros de operação são registros biestáveis usados para efetuação aritmética.

Periféricos

      

      Os dispositivos de entrada e saída (E/S) ou input/output (I /O) são também denominados periféricos. Eles permitem a interação do processador com o homem, possibilitando a entrada e/ou a saída de dados. 

        O que todos os dispositivos de entrada têm em comum é que eles codificam a informação que entra em dados que possam ser processados pelo sistema digital do computador. Os principais dispositivos de entrada de informações são: teclado, mouse, drive de CD / DVD-ROM, pen drive, scanner, microfone, joystick, câmera filmadora, câmera digital, tela sensível ao toque, mesa gráfica e caneta ótica.

rígido.

       Já os dispositivos de saída decodificam os dados em informação que pode ser entendida pelo usuário. Os principais dispositivos de saída de informações são: monitor de vídeo, drive de CD-ROM, caixa de som, impressora, sensores (movimento, temperatura etc) e óculos (para realidade virtual).

           Há dispositivos que funcionam tanto para entrada como para saída de dados, como o modem e o drive de disquete. Atualmente, outro dispositivo híbrido de dados é a rede de computadores.

         O principais dispositivos tanto de entrada como de saída de informações são: modem, drive de disquete, gravador de CD / DVD e disco

Barramento

        De maneira geral, os barramentos são responsáveis pela interligação e comunicação dos dispositivos em um computador. Para o processador se comunicar com a memória e o conjunto de dispositivos de entrada e saída utiliza-se três tipos de barramentos: um se chama barramento de endereços (address bus); outro, barramento de dados (data bus); o terceiro, barramento de controle (control bus).

    O barramento de endereços, basicamente, indica de onde os dados a serem processados devem ser retirados ou para onde devem ser enviados. 

        Como o nome deixa claro, é pelo barramento de dados que as informações transitam. 

      Por sua vez, o barramento de controle faz a sincronização das referidas atividades, habilitando ou desabilitando o fluxo de dados, por exemplo.

     Para você compreender melhor, imagine que o processador necessita de um dado presente na memória. Pelo barramento de endereços, a CPU obtém a localização deste dado dentro da memória. Como precisa apenas acessar o dado, o processador indica pelo barramento de controle que esta é uma operação de leitura. O dado é então localizado e inserido no barramento de dados, por onde o processador, finalmente, o lê.

Esquema do funcionamento do barramento

           

Barramento

     

Referências 

www.ufpa.br

www.batebyte.pr.gov.br

www.infowester.com

www.significados.com.br

Arquitetura e organização de computadores

       O termo 'Arquitetura de um computador' refere-se aos atributos de um sistema que são visíveis para o programador. Os atributos que tem impacto direto sobre a lógica de um programa. Exemplos: número de bits de um tipo de dados;  Endereçamento de memória;

       Já o termo 'Organização de um computador' refere-se as unidades operacionais e suas interconexões que implementam as especificações da sua arquitetura. Exemplos: Sinais emitidos por uma interface; Controle do barramento;

       Uma família de modelos podem conter a mesma arquitetura e diferentes organizações.

       Estruturação e Função

       • O sistema é complexo;

       • Organizado em hierarquia;

       • Cada elemento da hierarquia é considerado um subsistema;

          

Hierarquia

Hierarquia

       O comportamento de cada nível depende apenas de uma caracterização abstrata. Em cada nível o projetista deve levar em consideração:

       • Estrutura: O modo como os componentes estão inter-relacionados;

       • Função: a operação de cada componente individual;

      Função  

      São funções de um computador: processamento de Dados;  Armazenamento de Dados;  Transferência de Dados;  Controle. 

                                     

     Estrutura

  Estrutura Interna: Unidade central de processamento (CPU);  Memória principal;  Dispositivos de Entrada e Saída;  Sistema de Interconexão. 

       Barramento do Sistema

     Barramento é a ligação entre os elementos E/S (Dispositivos de Entrada e Saida, que através do barramento são utilizados pelo computador para interação com o mundo exterior ou como apoio as funções básicas.), Memória (uma unidade de armazenamento de dados, seja temporária ou permanente) e CPU.

Referência • STALLINGS, William. Arquitetura e Organização de Computadores. 5. ed. São Paulo: Prentice Hall, 2002.

Processador

         Um processador é uma espécie de microchip especializado. A sua função é acelerar, endereçar, resolver ou preparar dados, dependendo da aplicação. Basicamente, um processador é uma poderosa máquina de calcular: Ela recebe um determinado volume de dados, orientados em padrão binário 0 e 1 e tem a função de responder a esse volume, processando a informação com base em instruções armazenadas em sua memória interna.

      

ULA

       ULA é a sigla para Unidade Lógica Aritmética. Trata-se do circuito que se encarrega de realizar as operações matemáticas requisitadas por um determinado programa.
        Processadores atuais possuem outra unidade para cálculos, conhecida como Unidade de Ponto Flutuante. Essa, por sua vez, serve para trabalhar com números enormes, de 64, 128 bits, por exemplo.


Unidade de Controle

       O termo “cérebro eletrônico” está longe de classificar e resumir o funcionamento de um processador. No entanto, a Unidade de Controle é o que há de mais próximo a um cérebro dentro do processador. Esse controlador define o regime de funcionamento e da ordem às diversas tarefas do processador. 


Cache

    Dado o volume de trabalho que a CPU enfrenta, neste espaço são alocadas informações constantemente requisitadas.
   Isso é feito como forma de ganhar tempo: armazenadas no processador, esses dados estão rapidamente acessíveis e não é necessário executar uma varredura em disco ou na RAM para buscar as informações. 


Registradores

    Os registradores são a memória do processador. Este microchip altamente especializado recebe dados e os processa, num regime de entrada e saída de informação que faz com que o computador, o tablet, o videogame, o GPS, a TV, enfim, todo equipamento eletrônico funcione.
     Para "saber" o que fazer com os dados, contudo, o processador precisa de instruções. É isso que está armazenado neste tipo de memória chamada de Registrador: diversas regras que orientam a ULA a calcular e dar sentido aos dados que recebe.


Memory Management Unit (MMU)

   O Memory Management Unit (MMU) é o responsável pela coordenação do funcionamento da memória. O processador só pode ser rápido se a memória RAM acompanhar. O MMU é o recurso que transforma as instruções lógicas (virtuais) em endereços físicos nos bancos de memória.
   O processador varre a memória atrás de dados e instruções e o MMU é o recurso que anota onde cada informação do sistema está hospedada na memória. É ele que diz onde o processador deve procurar. 


Clock

      Ter mais ou menos Hertz significa o quanto o processador troca dados com o sistema. O processador que oferece 2.0 GHz pode realizar 2 bilhões de ciclos por segundo.
       O circuito clock, que mede os ciclos e orienta o ritmo do fluxo de troca de informações no processador, é um dos principais critérios para estabelecer a velocidade do processador. Vale ressaltar, no entanto, que outros pontos entram nesta conta, como interface de memória, quantidade de cache, arquitetura, entre outros.


Aplicações

     Existem vários tipos de processadores e cada tipo de aplicação requer um determinado tipo de processador. É o caso dos nossos computadores, que usam os x86.
   Dispositivos compactos e com menos tipos de aplicações usam diferentes tipos de processadores. O celular, independente do nível de sofisticação, usa um processador SoC (sigla para System on a Chip: sistema em um chip). Isso significa que o processador em questão agrega diversos outros recursos, como chip de rádio, conectividade, processador gráfico e outros.
     Basicamente, qualquer chip que controle algum hardware é um processador. Ele recebe dados, endereça-os e os devolve processados. Uma placa de rede, um adptador Bluetooth e mesmo um pen drive possuem controladores. 


GPUs e paralelismo

  Isso explica porque os mais recentes supercomputadores são construídos adotando clusters de GPUs.
    Embora não sejam páreo no processamento lógico das CPUs, os processadores gráficos são ideais para um grande volume de dados.

Referência:

http://www.techtudo.com.br/artigos/noticia/2012/02/o-que-e-processador.html
http://www.techtudo.com.br/artigos/noticia/2012/02/o-que-e-processador.html

Dispositivos de entrada e dispositivos de saída

       Dispositivos de entrada/saída é um termo que caracteriza os tipos de dispositivo de um computador.

        Imput/Output é um termo da informática referente aos dispositivos de Entrada e Saída.

       Quando um hardware insere dados no computador, dizemos que ele é um dispositivo de entrada. O que todos os dispositivos de entrada têm em comum é que eles codificam a informação que entra em dados que possam ser processados pelo sistema digital do computador. Agora quando esses dados são colocados a mostra, ou quando saem para outros dispositivos, dizemos que estes hardwares são dispositivos de saída. 

Dispositivo de Entrada

Teclado – Principal dispositivo de entrada do computador. É nele que você insere caracteres e comandos do computador. No inicio da computação sua existência era primordial para que o ser humano podesse interagi com o computador. O inserimento de dados eram feitos através dos prompt de comandos.

Mouse – Não menos importante que os teclados, os mouses ganharam grande importância com advento da interface gráfica. É através dos botões do mouse que interagirmos com o computador. Os sistemas operacionais de hoje estão voltados para uma interface gráfica e intuitiva onde é difícil imaginar alguém usando um computador sem este periférico de entrada. Ícones de programas, jogos e links da internet, tudo isto é clicado através dos mouses.

Scanner – Periférico semelhante a uma copiadora, mas com função contraria. O escâner tem a função de capturar imagens e textos de documentos expostos sobre a sua superfície. Estes dados serão armazenados no próprio computador.

Microfone – Periférico de entrada com a função de gravação de voz e testes de pronuncias. Também podem ser usados para conversação online.

Dispositivo de Saída

Monitor – Principal dispositivo de saída de um computador. Sua função é mostrar tudo que está sendo processado pelo computador.

Impressora – Dispositivo com a função de imprimir documentos para um plano, folha A4, A3, A2, A1 e etc. Este documento pode ser um desenho, textos, fotos e gravuras. Existem diversos tipos de impressora as mais conhecidas são a matricial, jato de tinta, a laser e a Plotter.

Caixas de Som – Dispositivo de saida essencial para quem desejar processar arquivos de áudio como MP3, WMA e AVI.

Dispositivos de Entrada e Saída 

      O avanço da tecnologia deu a possibilidade de se criar um dispositivo com a capacidade de enviar e transmitir dados. Tais periféricos são classificados como dispositivos de entrada e saída. São eles:

Pen Drives – Tipo de memória portátil e removível com capacidade de transferir dados ou retirar dados de um computador.

Impressora Multifuncional - Como o próprio nome já diz este tipo impressora poder servir tanto como copiadora ou scanner.

Monitor Touchscreen – Tela de monitor sensível ao toque. Através dela você recebe dados em forma de imagem e também enviar dados e comandos ao computador através do toque. 

Referências:

http://www.brcomputador.com/2013/02/dispositivos-de-entrada-e-saida-do.html

http://www.ufpa.br/dicas/mic/mic-e-s.htm

Hardware

          Hardware é a parte física de um computador, é formado por circuitos de fios e luz, placas, impressora, monitor, mouse, teclado, e qualquer outro material em estado físico, que seja necessário para fazer com o que computador funcione.

     Em suma, os hardwares são todos os periféricos conectados em um sistema operacional.
        Não apenas os componentes externos, como também os que estão dentro da CPU são classificados como hardwares. Exemplo: placa de memória RAM, disco rígido, leitor de CD e DVD e etc.

Placa Mãe

      Uma placa mãe é basicamente uma placa de circuito impresso composta por chip, capacitores, reguladores e encaixes. A placa mãe é de grande importância, pois todos os outros componentes são conectados nela e é ela que faz a interligação entre esses vários componentes.

Processador

      O processador é como se fosse o cérebro do computador, ele é um pequeno microchip que tem a função de processar (acelerar, endereçar, resolver, calcular, escrever, ler, etc.) os dados. Podemos dizer que o processador é a mais poderosa maquina de calcular.
      Os processadores trabalham com a tecnologia binária e possuem arquitetura de 32 ou 64 bits, ou seja, eles processam 4 ou 8 bytes em cada comando, e a frequência desses comandos vai de acordo com seu clock, como explicaremos logo abaixo.

Barramentos

      Um barramento, ou bus, nada mais é do que um caminho comum pelo qual os dados trafegam dentro do computador.
      Tamanho de um barramento é importante pois ele determina quantos dados podem ser transmitidos em uma única vez. Por exemplo, um barramento de 16 bits pode transmitir 16 bits de dado, e um barramento de 32 bits pode transmitir 32 bits de dados a cada vez.

Slot

      Os slots geralmente são acoplados a placa mãe (placa que tem a função de conectar os hardwares entre si), eles são a capacidade da placa mãe de expandir seus hardwares. A grosso modo falando, os slots são os espaços vazios para o crescimento do computador. Na figura 2 demonstramos alguns slots vazios, os três últimos de baixo (na cor branca) são slots PCI, destinados a placas extensoras de rede, placas extensoras usb, placas WIFI, etc... O primeiro slot de cima (na cor marrom) é o PCI-EXPRESS destinado a placas de vídeo.

Programar, Programa, Sistema

Programar

              O computador é uma poderosa máquina de calcular, porém, ele não tem iniciativa e nem criatividade. Ele precisa receber instruções . A programação é a forma do ser humano fornecer instruções detalhadas ao computador.

Programa

             Um programa é um conjunto de instruções prontas para serem executadas pelo computador. Todo programa tem como finalidade uma tarefa a ser executada, e para executar essa tarefa ele obedece um conjunto de instruções fornecidas pelo usuário. Podemos dizer que o programa é a IHM (Interface homem maquina) do computador.

Sistema

   O sistema é um conjunto de programas organizados com a finalidade de operar as varias partes de uma maquina agrupadamente. Um sistema permite que o usuário execute vários programas de uma só vez, operando assim o seu computador como um todo.

Como proteger meu equipamento? Filtro de linha, estabilizador ou nobreaks?

             Como a energia fornecida em nosso país não é uma energia limpa e estável, alguns equipamentos precisam ser protegidos por dispositivo que elimina ou diminui a diferença de tensão recebida por eles, evitando assim que sejam danificados.

Filtro de Linha

             O filtro de linha elimina ruídos e picos de tensão e protege contra curto-circuito e sobrecarga de tensão. O filtro de linha tem um componente principal que se chama varistor e se encontra em paralelo com a rede. Quando acontece um pico de tensão (transiente), o varistor absorve essa energia ou caso o transiente seja muito grande, provoca um curto circuito no varistor o que faz com que o fusível seja queimado, protegendo assim os equipamentos conectados no filtro de linha.

Estabilizador de tensão

        Possuem a mesma função que o filtro de linha e além disso protegem os equipamentos eletrônicos de variações bruscas de tensão. 

             Os estabilizadores possuem um microprocessador que mede constantemente a entrada e a saída de tensão do estabilizador. Caso a tensão esteja baixa, o estabilizador vai elevar sua potência através do transformados interno, ao mesmo tempo se a potência vier alta demais, o estabilizador limitará essa energia para que o equipamento ligado nele receba o nível mais próximo do ideal.

           
Nobreacks

             Além de estabilizar a tensão e possuir um filtro de linha interno, o dispositivo protege os equipamentos nele ligados em caso de uma interrupção no fornecimento de energia elétrica. O nobreack é uma fonte de alimentação ininterrupta. Ele fica ligado na tomada, mas quando a energia cai, ele passa a funcionar por meio de baterias instaladas no seu interior. 

Referência:

https://www.youtube.com/watch?v=kifh0dUw0P4