Arquitectura de Computadores

Arquitectura de Computadores

1. Hardware Vs Software

1.1. Estrutura e funcionamento de um sistema informático 

1.2. CPU

1.2.1. Principais componentes:

1.2.2. Para que todos os componentes funcionem é necessário que comuniquem entre si, permitindo a a circulação dos dados a processar.

1.2.3. Para tal, existe um sistema de comunicação interno designado por barramento ou bus.

• Barramento Local, que interliga a Unidade Central de Processamento à memória;
• Barramento de Entrada e Saída,  que interliga todos os dispositivos externos ao barramento local.

1.3. Memória

Todo computador é dotado de uma quantidade de memória (que pode variar de máquina para máquina) a qual se constitui de um conjunto de circuitos capazes de armazenar os dados e os programas a serem executados pela máquina. Nós podemos identificar diferentes categorias de memória:

• Memória principal;

• Memória secundária;

• Memória cache.

1.3.1. Memória Principal

Memória principal, ou memória de trabalho, onde normalmente devem estar armazenados os programas e dados a serem manipulados pelo processador;

Exemplo:

RAM (memória de leitura e escrita): são chips de memória que podem ser lidos e gravados pela CPU a qualquer instante. A CPU usa a RAM para armazenar e executar programas vindos do disco, para ler e gravar os dados que estão sendo processados.

Uma outra característica da RAM, é que se trata de uma memória VOLÁTIL. Isso significa que quando o computador é desligado, todos os seus dados são apagados.

ROM - São chips de memória que podem ser lidos pela CPU a qualquer instante, mas não podem ser gravados pela CPU. Sua gravação é feita apenas pelo fabricante do computador, ou pelo fabricante de memórias.

A característica importante de ROM é que trata-se de uma memória PERMANENTE.

Este tipo de memória foi usado para armazenar a BIOS, que se localiza na placa-mãe.

BIOS:

Nos microcomputadores, existe um programa muito importante chamado de BIOS (Basic Input-Output System - Sistema Básico de Entrada e Saída). O BIOS tem várias funções, entre as quais, a de realizar a "partida“ do computador. Quando ligamos o computador, a BIOS realiza a contagem de memória, faz um rápido check-in do funcionamento do computador e realiza a carga do Sistema Operacional que deve estar armazenado no disco. A BIOS está gravado em uma memória permanente localizada na placa mãe.

1.3.2. Memória Secundaria

Memória secundária - que permite armazenar uma maior quantidade de dados e instruções por um período de tempo mais longo; o disco rígido é o exemplo mais evidente de memória secundária de um computador;

Além da memória principal, que é diretamente acedida pela CPU, existe também a memória secundária (também chamada de memória de massa). Este tipo de memória não é acedida diretamente pela CPU. O acesso é feito através de interfaces ou controladoras especiais. A memória secundária é uma memória do tipo permanente (não se apaga quando o computador está desligado), que tem uma alta capacidade de armazenamento, e um custo muito mais baixo que o da memória principal.

1.3.3. Memória Cache

Memória cache, que se constitui de uma pequena porção de memória com curto tempo de resposta, normalmente integrada aos processadores e que permite incrementar o desempenho durante a execução de um programa.

Software 

São todos os programas do computador, como por exemplo: Office, jogos... 

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Processadores Intel

Pentium

• Pentium D 
• O Pentium D nada mais é do que uma versão de dois núcleos do Pentium 4 (em outras palavras, ele é um dual core com arquitectura Netburst). Já o Pentium Extreme Edition é uma versão do Pentium D com tecnologia HyperThreading (faz simulação de dois processadores, tornando o sistema mais rápido).

• Pentium M


• Lançado em Março de 2003, o Intel Pentium M é um microprocessador com arquitectura x86 (i686) projectado e fabricado pela Intel. O processador foi originalmente desenhado para uso em computadores portáteis. O seu nome antes do seu lançamento era "Banias". Todos os nomes do Pentium M são lugares de Israel, a localização da equipa do projecto do Pentium M.

• Pentium 4
• O Pentium 4 foi lançado em Novembro de 2000, representando a sétima geração dos processadores Intel. Foi produzido com três versões de núcleo: Willamette, Northwood e Prescott. A sua arquitectura foi muito alterada com relação aos seus antecessores e foi chamada de Netburst.
  Basicamente, as principais mudanças foram utilizar um barramento de dados que fizesse quatro transferências por ciclo de clock, cache L1 mais rápido e o uso de um longo “pipeline” para que ele pudesse alcançar frequências mais altas. O maior problema encontrado pela Intel com relação ao Pentium 4 foi o fato de ele dissipar muito calor, impedindo que esta linha possuísse processadores operando com frequências superiores a 3,8 GHz.
  
  

• Pentium 3
• O Pentium III foi um dos processadores que teve um grande número de variações. As primeiras, com arquitectura chamada de Katmai, trabalhavam com um frequência de 450, 500, 550 e 600 MHz, cache L1 de 32 KB, cache L2 de 512 KB (funcionando à metade da frequência do processador), FSB de 100 MHz, tecnologia de fabricação de 0,25 mícrons e socket como slot 1. Houve uma variação para algumas versões do Katmai que utilizavam o barramento de 133 MHz ao invés de 100 MHz.
  Em seguida, foi lançada a arquitectura chamada de Coppermine, incluindo as versões que utilizavam frequências de 650, 667, 700, 733, 750, 800, 850, 900 MHz e 1 GHz. Estes modelos possuíam tecnologia de fabricação com 0,18 mícron (portanto geravam menos calor e eram mais rápidos), o cache L2 foi integrado ao núcleo (operando na mesma frequência do processador) e possuía 256 KB.
  Já ao final da família Pentium III, foi lançado o de arquitectura Tualatin, com fabricação de 0,13 mícron e 512 KB de cache L2 (na mesma frequência do processador).
  
  
• Pentium 2
• O Pentium II foi lançado no mercado a partir de 1997 e suas primeiras versões utilizavam um formato chamado de encapsulamento SEPP (Singled Edge Processor Package). A aparência dele era muito semelhante a de um cartucho de videogame, sendo composto de um circuito como processador e o cache L2 integrado com uma capa plástica protegendo esta placa.
  O Socket deste processador era chamado de Slot 1. Em geral, o Pentium II comportava 32KB (16 KB para dados e 16 KB para instruções) de cache L1, 512 KB de cache L2. Ele foi produzido em duas arquitecturas  Klamath com tecnologia de fabricação de 0.35 mícron e Deschutes (frequências a partir de 333 Mhz) com tecnologia de fabricação de 0.25 mícron.
  
  

Celeron

• Celeron
• Assim como o Pentium III, desde seu lançamento em 1998, o Celeron passou por diversas modificações. Quando a Intel lançou o Pentium II, acabou por não fabricar mais o Pentium I MMX (Pentium MMX). O problema é que o custo deste novo processador era muito alto e eles passaram a perder mercado para concorrentes com computadores de custo mais baixo. Em resposta a isto, a Intel lançou o primeiro Celeron, baseado no Pentium II.
  O primeiro desta linha, o Convington (Celeron SEPP), era uma espécie de “primo pobre” do Pentium II sem cache L2 (o que o tornava extremamente lento) e o protector plástico. Como este modelo não foi muito bem aceito devido à lentidão, em seguida, foi lançado o Mendocino (Celeron A), que também era baseado no Pentium II, porém com cache L2 de 128 KB integrado (operando na mesma frequência do processador).
  
  
• Celeron D
• O primeiro processador Celeron D é baseado no núcleo Prescott do Pentium 4 e vem com cache L2 de 256 KB. É caracterizado pelo barramento de 533 MHz, instruções SSE3 e leva o número 3XX (comparados aos 5XX dos Pentium 4 e 7XX dos Pentium M). Ele também implementado a nível de hardware com a tecnonologia EM64T muito embora esteja desabilitado nos modelos 3X0/3X5 (exceto o 355) e habilitado nos modelos 3X1.

• Celeron M

• Banias-512

  Esse modelo agora é baseado no núcleo Banias do Pentium M, e as diferenças são a metade da memória cache nível 2 (L2) e o não suporte à tecnologia SpeedStep. Sua performance pode ser comparada ao do Pentium M, porém a tempo de duração da bateria é menor em relação ao notebook com Pentium M.
  Um sistema equipado com Celeron M não pode levar o nome Centrino, mesmo equipado com o Chipset i855 ou i915 e o chip WI-FI Intel PRO.
  Nos esquemas de identificação da Intel é a família 6, modelo 9 e o seu código é 80535. É a mesma identificação do Pentium M.

  [editar]Shelton

  O núcleo Shelton é o Banias sem o cache L2 e o SpeedStep desabilitado. Ele é usado numa placa-mãe de pequenas dimensões da Intel, o D845GVSH, e introduzido nos mercados asiático e norte-americanos. O mesmo processador é identificado como "Intel Celeron 1000B", para diferenciar dos antecessores Copermine-128 e Tualatin-256 de 1GHz.

  [editar]Dothan-1024

  É um Celeron de 90 nanómetros (0,09 micrometros) derivado do Pentium M de 90 nm, com a metade do cache nível 2 e como o antecessor, sem o Speed Step.
  Como o Pentium M dessa geração são identificados como a família 6, modelo 13 e o seu código é 80536.

  [editar]Yonah-1024

  A nova série Celeron M 400 é baseado no núcleo Yonah do processador Core Solo. Como os dois últimos antecessores, vem com metade do cache nível 2 (1 MiB) e sem SpeedStep. Foram inclúidas novos fatores para esse Celeron M, como o barramento à 533 MTs, instruções SSE3 e suporte ao XD bit (vem também na série J do Dothan-1024).

  [editar]Meron-1024

  O Meron-1024 é um processador de núcleo simples baseado do Core 2 Meron e tem metade do cache (1 MiB) , o SpeedStep e a Tecnologia de Virtualização desabilitados, contudo, vem com a tecnologia EM64T, XD bit e barramento de 533 MHz.

Core 2

• Core 2 Extreme
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