Aspectos basicos de hardware e software
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1) O documento discute a complexidade entre hardware e software e como cada um tem suas vantagens e desvantagens. 2) Software é mais barato de consertar caso haja erros, mas hardware é mais rápido. 3) Memória e processador trabalham juntos para executar instruções de programas armazenados.
Aspectos basicos de hardware e software
- 1. Hardware X Software Considere o esquema abaixo: N5 N4 N3 N2 N1 N0 COMPLEXIDADE hardware software
- 2. Mas, complexidade de...? Funcionalidade Cabe ao arquiteto do sistema saber onde cada função deve ser implementada Adição e multiplicação são sempre feitas em hardware, pois o desempenho é muito melhor. Mas então, por que não implementar tudo em hardware? Custo é a resposta. Operações mais sofisticadas, se implementadas todas em hardware, aumentariam demais o custo (circuitos demais)
- 3. Não são poucos os circuitos necessários para implementar operações de soma e multiplicação em hardware. Agora imagine implementar um programa complexo inteiro usando apenas esses circuitos digitais! Por outro lado, imagine também o gasto de tempo desnecessário que haveria se, para cada vez que precisássemos somar ou multiplicar, fosse neces- sário traduzir as instruções em software para hardware!
- 4. Outra desvantagem de hardware é: se ocorrer algum problema físico com as peças, como reparar? Softwares são mais baratos e, caso haja algum erro, é muito mais fácil localizar e consertá-lo. Porém, como já foi citado, o desempenho é menor
- 5. Computadores: Visão geral CACHE Processador / CPU CACHE Memória RAM endereços dados leitura / escrita Hard Disk (HD) Disquete / Blu-ray Rede Wi-Fi GPU USB Central Processing Unit Graphics Processing Unit . Fonte Placa mãe
- 6. Vamos começar falando superficialmente sobre o processador Sua função é executar programas armazenados na memória principal, buscando instruções, identificando e executando as mesmas uma após a outra Unidade de controle (UC): É responsável pela busca das instruções na memória principal e pelas suas identificações Unidade Lógica Aritmética (ULA): É responsável pela realização de operações como adição, AND booleano, entre outras, necessárias para a execução das instruções Registradores: Juntos, formam uma pequena memória de alta velocidade, que armazena resultados temporários e certas informações de controle. Cada registrador possui uma determinada função. Os dois mais importantes são o contador de programa, PC (responsável por apontar a próxima instrução a ser executada), e o registrador de instruções, IR (responsável por armazenar a instrução que será executada)
- 7. O processador executa as instruções através de uma pequena sequência de passos conhecida como o ciclo busca-decodifica-executa Este ciclo é o centro da operação de todos os computadores Veremos mais tarde por que o ciclo é tão determinante na execução das instruções de um programa
- 8. A memória é a parte do computador onde programas e dados são armazenados Sem ela, os processadores não poderiam escrever informações, então não existiria nenhuma maneira de um computador armazenar um programa e dificilmente poderia executar algum Em um computador, geralmente existe memória primária e memória secundária
- 9. Memórias primárias: memórias que o processador pode endereçar diretamente elas geralmente fornecem uma ponte para as memórias secundárias, mas sua função principal é conter a informação necessária para o processador num determinado momento – por exemplo, dados dos programas em execução Exemplo: a memória principal, sobre a qual falaremos mais detalhadamente ao analisar o Modelo de Von Neumann
- 10. Memórias secundárias: não podem ser endereçadas diretamente; a informação precisa ser carregada em memória primária antes de poder ser tratada pelo processador não são fundamentais para a parte operacional do computador. Computadores feitos exclusivamente para efetuar cálculos matemáticos complexos, por exemplo, não precisam tanto desse tipo de memória são geralmente não-voláteis, permitindo guardar os dados permanentemente Exemplos: HD, CDs e DVDs
- 11. RAM x CACHE Memória RAM: É a memória principal da máquina, onde todos os processos necessários para a inicialização e execução de programas armazenados em uma memória secundária são carregados Memória Cache: É uma memória com maior veloci- dade de acesso para o pro- cessador que a RAM. É localizada embutida no processador justamente para aumentar a velocidade de acesso. Entretanto, seus dados são temporários
- 12. Pode-se dizer que o “mundo” do computador se resume a (esquema do Modelo de Von Neumann): Memória Processador . . . . . 0 ou 1 Sequência de bits Busca Armazena Processa BUSCA próxima instrução L2 IDENTIFICA (decodifica e entende) EXECUTA cada instrução L1
- 13. Curiosidades 1 byte equivale a 8 bits 1 kilobyte (KB) equivale a 1.000 bytes, 1 megabyte (MB) equivale a 1.000.000 bytes, 1 gigabyte (GB) equivale a 1.000.000.000 bytes, e assim por diante... ...ou não?
- 14. Curiosidades A memória é contada em potência de 2. Quando dizemos “1 GB de memória RAM”, estamos usando a sigla incorreta para gibibytes (GiB) Portanto, 1 GB coloquialmente representa 1 GiB, que equivale a 2³⁰ bytes (1.073.741.824 bytes); quase 7,4% mais do que 1.000.000.000 bytes Mas você provavelmente já sabia disso