Mapa mental

Computador

Germanna Oliveira Portugués

Contenido del mapa

Computador

Lê o programa
- Código Fonte
  - Tradutor
    - Código Máquina
      - Binário
        0 e 1 = bit (b)
        BinaryDigit
        Menor unidade - armazenamento
        grupo 8 bits = byte (B)
        200 MB (arquivo)
        20Mbps (velocidade)
    - Compilador
      - Ler o código inteiro
        Traduz
        Agrupa em arquivo
        Máquina executa
        Tradutor é dispensado
        Vantagens
        Muita compilação atrasa o teste do projeto
        Velocidade de Execução maior
        Alta performance
        Código máquina específico
        Faz otimizações mais complexas
      - Uso
        Linguagem C
        Ada
    - Interpretador
      - Traduz
        Linha a linha
        Executa
        Enviado para memória contadora
        Tradutor nunca dispensado
        Vantagens
        Velocidade em editar e checar a edição
        Ideal para desenvolvimento de projetos
        Facilita reconhecer erros
        Executa em maquinas diferentes
        Facilidade de distribuição
      - Uso
        Servidor / Aplicações Web
        PHP
        JavaScript
        Python
        Java
        Técnica JIT / AOT
    - Intermediário
      - Implementação da Linguagem
        + Interpretador
        + Compilador
        Resolução de Problemas específicos
        JIT Compilation
        Just-in-time compilation
        Compilação na hora certa
        Copilação parte do código
        Execução de parte do código
        Aumenta a performance
        Acelera o tempo de compilação
      - Uso
        V8 (google)
        JavaScript
      - Java
        Rodar em diferentes maquinas
        Compilação
        Não gera código maquina
        Gera Byte Code ou .class do Java
        Interpretador
        Segunda tradução
        Interpretação linha a linha
        JVM - Máquina Virtual Java
        Execução
        Qualquer máquina com JVM
  - Alto Nível
Como Executa
- Armazenamento
  - Representação Na Memória
    - Números
      - Inteiros
        Exemplo: Representados com 8 bits
        Primeiro bit = simboliza apenas o sinal
        Começa bit 0= Número Positivo
        Começa bit 1= Número Negativo
        Representa valores 0 a 127 e 0 a -127
        = 256 combinações possíveis de 0 e 1 em arranjo de 8
        Cada Linguagem pode definir o número de bits necessários para representar seus números
        Linguagem C
        Usa 4Bytes = +/- 2 Bilhões de números
      - Decimais / Grandes
        Números de Pontos Flutuantes
        Representação na base 2
        Alguns números não possuem um valor na base 2 exato
        Gerando pequenas inexatidões, ignoras por serem muito pequenas, arredondadas
        Ao Somar dois números que não possuem exatidão
        Gera um erro que o computador passa a não desconsiderar
    - Caracteres
      - Cada letra/ Simbolo: Representado com uma combinação de números
      - Dificuldade de unificar uma lista com a ordem dessas combinações
        1-ASCII (Código Padrão Para Intercâmbio de Informação)
        Codifica os caracteres em 7bits
        Computadores ficaram padronizados 8bits = 1 Byte
        Dobra o número de caracteres possíveis
        Cada Grupo queria representar seus símbolos nos bits remanescentes
        2-Latin1
        3 -UNICODE
        Unificação de todos os símbolos
        Mas necessário 3 Bytes
        4-UTF-8
        Lista unificada de caracteres
        Quantidade de bytes varia conforme a necessidade
        Não representava todos possiveis
    - Imagens/ Vídeos
      - Lista de RGB
        Cada um representa um Pixel
    - Áudio
      - Altura de Ondas / períodos de Tempo
Componentes
- CPU
  - Divisão
    - Unidade Controle
      - 1° Fetch (Buscar)
        Guarda
        Instrução
        Registrador
        A única linha da instrução que será usada em um ciclo
        Posição que a instrução usada está na RAM
        Contador:[0]
        Recebe
        2° Decodificar
        bit a bit da posição [0]
        Cada bit lido liga um fio/ circuito que modifica o estado do processador
        Coordenar
        Configurar todo o processador para realizar a instrução
        Buscar informações necessárias na RAM
        Salvar no Acumulador
        Configurar (ULA): Realizar Operação da instrução
        Primeira Instrução presente no Registrador
        Olhar: Memória RAM
        Buscar Instruções = Receita
    - ULA
      - Unidade Lógica Aritimética
      - 3 ° Executar
        Manipular os dados
        Se tiver resultado enviado para o acumulador
        Operações Aritméticas
        Operações Lógicas
        Reinicia o ciclo para a próxima instrução na posição da RAM
        1° Fetch
        2° Decodificar
        3° Executar
        Clock
        Relógio
        Determina o tempo de cada operação
        Velocidade de execução = velocidade do clock
        Em média: 3 bilhões Tique/segundo
        3GHz (GHz = bilhões Tiques/ segundo)
        overclocking: aumentar a velocidade
        Maior gasto energético
        Aquecimento
        Redução de vida útil
        1 Clock = 3 Tiques
        1° Tique: Fetch
        2° Tique: Decodificar
        3° Tique: Executar
        ULA realiza a operação
        Envia a informação para o acumulador
        Adiciona uma unidade no contador, para seguir para próxima instrução e recomeçar o clock.
        Decodificar a instrução presente no Registrador
        Configurar a ULA
        Se necessário, de acordo com a instrução, aponta para a posição na RAM, que está a informação para execução
        Envia a informação para o acumulador
        Olha para o código maquina na memória RAM
        Aponta para primeira instrução do código maquina na RAM
        Envia a posição da instrução que foi coletada para a memória RAM para o contador
        Envia a instrução presente na posição da memória RAM para o Registrador
        Aumento da Performance
        Pipeline de instrução
        Linha de montagem
        Fazer instruções, um na frente da seguinte
        Seguem o mesmo caminho
        1 instrução a cada clock = 3 instruções a cada clock
        Dual- core / Quad-core
        Aumentar o número de circuitos
        Mais de um núcleo
        Execução simultânea dos núcleos
        Lei de Moore
        Hardware específicos
    - Registradores
      - Conjunto de Posições
      - Armazena
        Acelera o processamento
        Pouco Espaço
        Dados Não Usados
        São retirados para outro armazenamento
        Instrução da RAM
        Registrador Acumulador
        Dados intermediários das operações
      - Memória do prestador
      - Registrador Contador
        Posição da instrução vindo da RAM
        Contador Incrementado a cada posição
  - Executa vários programas
    - Técnica Multitasking
      - Sistema Operacional
      - Cria uma fila de programas
        Executa um pouco de cada programa
        Programa executado vai para fim da fila
        Ilusão de Paralelismo
        Burlar a Fila
  - Central Process Uni
    - Unidade Central de Processamento
  - Tamanho de dados processados em um ciclo de Clock
    - Dados guardados no registrador
      - 32 bits
      - 64 bits
- Entrada e Saída
  - Saída
    - Tela
      - Drives do dispositivo
        Permite abstrair as particularidades de cada dispositivo
      - Pixel
        Componentes que forma o RGB
        Diferentes cores: intensidade do Red, Green, Blue
        Três ligados = cor branca
        Três desligados = cor preta
        Cada imagem: Atualiza pixel por pixel, da esquerda para direita
        Usando cálculos complexos
        Chip da Placa de vídeo (GPU)
        Integrada
        Junto ao chip do processador
        Dedicada
        Graphics Processing Unit
        Computação Acelerada Via GPU
        Machine Learnig
        TPU
        Tensor Processing Unit
        Aumento Performance em relação a GPU
        Grande empesas de tecnologia
        Ciência de dados
    - Impresora
  - Entrada
    - Teclado
      - Conjunto de fios
        Linhas energizadas
        Colunas desenergizadas
        Tecla= Conjunto de Linha e Coluna
        Pressionada: Linha energiza a Coluna
        Envia posição: tecla pressionada
        Possível troca tipos de teclado
        ABNT
        QWERTY
    - Mouse
    - Webcan/ Microfone
  - HD/SSD
    - Considerados entrada e saída
- Memória
  - O que é Armazenados
    - Código Fonte
    - Código Máquina
    - Pastas
      - Arquivos
  - Memória Secundária
    - HD
      - Hard Disk
      - Conjunto de discos magnéticos girando rápido
        + Agulha que ler/ escreve dados
      - +
        Grande Armazenamento
        Barato
        Acessível
        --
        Lento - Agulha fisicamente
        Frágil: Pancadas
    - SSD
      - Solid State Drive
      - Unidade de Estado Sólido
      - Formado: Chips Eletrônicos
        Similar: Pen drive / SD
      - +
        --
        Caros
        Ficando + Baratos
        Vida Útil Menor
        Caso seja alterado muito as informações
        Devido a forma que são construídos
        Menores
        Rápidos
        Inicialização: sistema/ programas
        Resistentes: Pancadas
    - Memória NÃO volátil
      - NÃO apagado após desligamento da maquina
      - ROM
        Read-Only-Memory
        Memória de apenas leitura
        ROM != HD/ SSD
        Baixo armazenamento
        Guarda dados Inicialização
        BIOS
        Basic Input/Output System
        Sistema básico de entrada ou saída
        Identificar/ ler:
        componente
        Ram
        CPU
        HD/SSD
        Configurações
        Horas / Data
  - Memória de Trabalho
    - RAM
      - Programa = Receita : Executando
        Analogia: RAM = Bancada
        +
        Processador = Cozinheiro
        HD / SSD= Dispensa
        Dados = Ingredientes
        Tamanho = capacidade de AMAZENAMENTO
        4GB = armazenamento MENOR
        16 GB = armazenamento MAIOR
        Necessidade de buscar dados no HD
      - INDICIES Lista =
        cada indicie (endereço): BYTE = 8 bites
        0, 1, 2, 3,... da memória
        Endereços
        Acesso pelo endereço: Ler/ Escrever
        Acessar qualquer endereço
        = CUSTO de tempo
        CUSTO de Tempo != para HD
        Fluxo:
        Acesso
        Enviado
        RAM
        Executar
        Processador
        Código + Dados
        HD / SSD
      - Randon Access Memory
        Memória de Acesso Aleatório
        SSD também é acesso Aleatório
      - DRAM (Dynamic RAM) / RAM Comum
        +Barata
        + Lenta
        + Armazenamento (GB)
      - SRAM
        + Cara
        +Rápida
        - Armazenamento
        Auxilia na comunicação com a RAM
        Agiliza o Processo
        Local em que guarda os dados que estamos utilizando
        Junto ao processador = Forma memória Cache
        Processador coloca um bloco de dados dentro do cache
        Pega o valor da primeira instancia e executa
        Provável que o próximo dado necessário esteja em sequência
        Processador antes de buscar dado na memória RAM, verifica se não está no cache
        Cache L1
        Colada na CPU
        Cada core tem uma
        Cache L2
        Maior que L1
        + Lento
        Cada core tem uma
        CacheL3
        Maior
        + Lenta
        Uma só para todos os cores compartilharem
        Outros Cache
        Em navegador
        Em Banco de dados
        Servidores
        CDN (Rede distribuída de conteúdo)
        Diminui a latência da entrega ao servidor após solicitação
        Tempo de expiração do cache armazenado
        Expirado: Solicita uma nova ao servidor do site
        Conteúdo Estático
        Alivio para o servidor do site: não precisa responder todas as solicitações
        Criar regras para cada serviço
        Cache- friendly
    - Memória VOLÁTIL
      - APAGADO após desligamento
  - Hierarquia de Memória
    - Particularidades
      - Custo de memória
      - Armazenamento
      - Velocidade
        Maior até menor
        1° Registradores
        Dentro: Processador
        Acessa um ciclo de clock
        Poucos registradores: apenas 500 bytes
        2° Cache (SRAM)
        Próxima: Processador
        64kB - L1 4MB L3
        700GB/segundo
        3°RAM
        10GB/segundo
        8GB
        4°SSD
        5° HD
        4 Teras
        200GB/segundo
        6°Cloud
        2MB/segundo
        PB
        2GB/segundo
        500GB
    - Principio da Localidade
      - Localidade Temporal
        Acessar de novo em breve
      - Localidade Espacial
        Acessar o vizinho

Información

Descripción: Mapa Mental sobre Computador, creado por Germanna Oliveira el 25/01/2022.
Creado por: Germanna Oliveira
Visitas: 2
Valoración

Computador

Contenido del mapa

Información

Escríbenos

¿Qué te parece el nuevo diseño?