Organização e Arquitetura de Computador

Rodrigo Gomes
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Mapa mental da disciplina , Organização e Arquitetura de Computador

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Organização e Arquitetura de Computador
1 Historia do Computador
1.1 Os precursores
1.1.1 Ábaco (Aprox. 3500 a.C)
1.1.1.1 Servia para denominar pequenas pedras que eram usadas para contar deslizando-se por sulcos cavados no chão.
1.1.2 Bastões de Napier (1610 -1614)
1.1.2.1 Um conjunto completo de bastões de Napier consiste em 9 peças: uma para cada dígito de 1 a 9. Cada uma destas hastes é essencialmente uma coluna de uma tabela de multiplica.
1.1.3 Réguas de Calculo (1621)
1.1.4 Geração Zero (século XVII)
1.1.5 Calculadora de Pascal (1642)
1.1.5.1 Era baseada na existência de um disco para cada potência de 10,cada disco sendo dotado de 10 dígitos(de 0 a 9)
1.1.6 Calculadora de Leibnitz (1671)
1.1.6.1 Introduziu o conceito de realizar multiplicações e divisões através de adições e subtrações repetidas.
1.1.7 Máquina de Leipzig Placa perfurada (1801)
1.1.8 Arithmometer (1820)
1.1.9 Máquina Diferencial de Babbage (1823)
1.1.9.1 Babbage é considerado precursor dos modernos computadores eletrônicos digitais, sendo, pois, considerado por muitos como o pai dos computadores modernos.
1.1.10 Máquina Analítica (1833)
1.1.10.1 Em 1833, Babbage projetou uma máquina bastante aperfeiçoada (com o Ada Lovelace), que chamou de Máquina Analítica. Ada ́e uma das poucas mulheres a figurar na hist ́oria do computador. Matem ́atica talentosa, compreendeu o funcionamento da M ́aquina Anal ́ıtica e escreveu os melhores relatos sobre o processo. Ela criou programas para a m ́aquina, tornando-se a primeira programadora de computador do
1.1.11 Máquina de Hollerith (1886)
1.1.11.1 Em 1886 idealizou um cartão perfurado que guardaria as informações coletadas no censo e uma máquina capaz de tabular essas informações. Construiu então a Máquina de Recenseamento ou Máquina Tabuladora, perfurando-se cerca de 56 milhões.Com esta solução, Hollerith conseguiu que o tempo de processamento dos dados do censo baixasse de 8 para 3 anos.
1.1.12 As máquinas de primeira geração (1930 - 1958)
1.1.12.1 Relé
1.1.12.2 Válvula
1.1.13 MARK I (1937 -1944)
1.1.13.1 O Mark I foi criado entre 1937 e 1944, durante a II Guerra Mundial. Uma calculadora eletromecânica muito grande, idealizada por H. Aiken na Universidade de Harvard, foi considerado o primeiro projeto de computador.
1.1.14 ABC - Atanasoff Berry Computer (1939)
1.1.14.1 Foi o primeiro a usar válvulas para circuitos lógicos e o primeiro memória para armazenar.
1.1.14.2 Usar eletricidade e eletrônica como meio;
1.1.14.3 Recorrer à lógica binária para as operações;
1.1.14.4 Usar um condensador para memória que pudesse ser regenerado para evitar valos;
1.1.14.5 Calcular por ação lógica direta, não por via convencional de numeração;
1.1.15 ENIAC- Electronic Numeric Integrator and Calculator (1943-1946)
1.1.15.1 EDVAC - Eletronic Discrete Variable Automatic Computer
1.1.15.2 IBM 650 - o primeiro computador da IBM
1.1.15.3 UNIVAC - Universal Automatic Computer
1.1.15.4 Von Neuman
1.1.16 Computadores de segunda geração (1955-1965)
1.1.16.1 IBM 1401
1.1.16.2 Honeywell 800
1.1.16.3 IBM 7090
1.1.16.4 IBM 7040
1.1.17 Computadores de terceira geração (1965-1980)
1.1.18 Computadores de quarta geração (1980-...)
1.1.18.1 PC
1.1.18.2 PXT-XT
1.1.18.3 PC-XT 286
1.1.18.4 PC-AT
1.1.18.5 PC-386
1.1.18.6 PC 486
1.1.19 Supercomputadores
1.2 Arquitetura de Computadores
1.2.1 Gabinete
1.2.2 Fonte
1.2.3 Placa mãe
1.2.3.1 Chipset
1.2.3.1.1 Denomina-se chipset os circuitos de apoio ao computador que gerenciam praticamente todo o funcionamento da placa-mãe (controle de memória cache, DRAM, controle do buffer de dados, interface com a CPU, etc.). E responsável pelas informações necessárias ao reconhecimento de hardware (armazenadas na sua memória ROM).
1.2.3.2 BIOS
1.2.3.2.1 CPU. Ele é responsável por “acordar” o computador. Assim que um computador é ligado o BIOS começa suas atividades, contar e verificar a memória RAM, inicializar dispositivos, e o principal, dar início ao processo boot.
1.2.3.3 Barramentos
1.2.3.3.1 São caminhos que permitem o transporte de dados entre os vários elementos: CPU,memória,placas de expansão,sistemas de entrada e saída etc.
1.2.3.4 Slots
1.2.3.5 CMOS
1.2.3.5.1 O chip denominado CMOS é composto por um relógio eletrônico e memória de 64 bytes de memória RAM,é nesta memória que estão armazenadas as informações relativas à configuração do hardware.
1.2.4 Microprocessador
1.2.4.1 Memoria Cache
1.2.4.1.1 L1
1.2.4.1.2 L2
1.2.4.2 RISC - Reduced Instruction Set Computer
1.2.4.2.1 O processador contém um número pequeno de instruções o próprio software em execução faz o trabalho pesado. Acontece que o aumento de performance do chip compensa em muito esse trabalho extra do programa. Atinge maiores frequências que os CISC.
1.2.4.3 CISC - Complex Instruction Set Computer
1.2.4.3.1 O processador contém um grande número de instruções.Dessa forma o microcódigo deve utilizar sua próprias instruções. Dissipam mais calor que o RISC.
1.2.4.4 Clock
1.2.4.4.1 Toda placa tem um cristal piezoelétrico (ou um circuito integrado) para a gera sinais de sincronismo e determinação da velocidade de processamento. O cristal fornece um pulso de alta precisão cuja frequência depende do processador em uso. Assim como o processador, outros sinais são obtidos do clock para os circuitos da motherboard via divisão de frequência.
1.2.5 Memoria
1.2.5.1 RAM
1.2.5.2 ROM
1.2.5.3 RAMBUS
1.2.5.4 PROM
1.2.5.5 EPROM
1.2.5.6 EEPROM
1.2.5.7 Cache
1.2.6 Dispositivos de Entrada e Saída
1.2.6.1 Scanner
1.2.6.2 Mouse
1.2.6.3 Teclado
1.2.6.4 Webcam
1.2.6.5 Impressora
1.2.6.6 Monitor
1.2.6.7 Hard Disk
1.2.6.7.1 RAID 0
1.2.6.7.2 RAID 1
1.2.6.7.3 RAID 2
1.2.6.7.4 RAID 3
1.2.6.7.5 RAID 4
1.2.6.7.6 RAID 5
1.2.6.7.7 RAID 6
1.2.6.7.8 RAID 0+1(10)
1.2.6.7.9 SAN
1.2.6.7.9.1 Storage Area Network
1.2.6.7.10 NAS
1.2.6.7.10.1 Network Attached Storage
1.2.6.7.11 DAS
1.2.6.7.11.1 Direct Attached Storage
2 Sistema Operacional
2.1 O Sistema Operacional gerencia os recursos (hardware e software) do computador, disponibilizando-os de maneira amigável ao usuário. O SO tem como objetivo colocar uma camada de software sobre o hardware para gerenciar todas as partes do sistema e apresentá-las ao usuário como uma interface, uma abstração, uma máquina mais fácil de entender e programar. E o Sistema Operacional que controla todos os recursos do computador, e fornece a base sobre a qual os programas aplicativos são escritos.
2.1.1 Camadas
2.1.1.1 Usuário
2.1.1.1.1 Interpretador de Programas
2.1.1.1.1.1 Utilitários
2.1.1.1.1.1.1 Núcleo
2.1.1.1.1.1.1.1 Hardware
2.2 Estrutura do Sistema Operacional
2.2.1 Gerenciamento de processos
2.2.1.1 Criar e eliminar, suspender e retomar, sincronismo e comunicação entre processos.
2.2.1.2 Gerenciamento da memória principal
2.2.1.2.1 Manter o controle das partes da memória que estão sendo usadas e por quem, decidir que processos serão carregados para memória quando houver espaço disponível, alocar e desalocar espaço de memória quando necessário.
2.2.1.2.2 Gerenciamento de memória secundária
2.2.1.2.2.1 O sistema operacional é responsável pelas atividades de alocação de espaço livre,schudeling de disco.
2.2.1.2.2.2 Gerenciamento de Entrada/Saída
2.2.1.2.2.2.1 Os device drivers para comunicação com os diferentes dispositivos, um buffer-caching para o sistema.
2.2.1.2.2.2.2 Gerenciamento de arquivos
2.2.1.2.2.2.2.1 Criar e eliminar arquivos e diretórios, manter mapeamento dos arquivos em disco.
2.2.1.2.2.2.2.2 Proteção do sistema
2.2.1.2.2.2.2.2.1 Se um sistema é multiusuário e permite múltiplos processos concorrentes, estes processos devem ser protegidos de outras atividades.
2.2.1.2.2.2.2.2.2 Networking
2.2.1.2.2.2.2.2.2.1 Em um sistema distribuído,fracamente acoplado,cada processador tem sua própria memória e seus processadores que se comunicam através do sistema operacional. A comunicação entre eles deve considerar roteamento e estratégias de conexão.
2.2.1.2.2.2.2.2.2.2 Interpretador de comandos
2.2.1.2.2.2.2.2.2.2.1 Um dos mais importantes programas do sistema operacional é o interpretador de comandos, que serve de interface entre o usuário e o sistema operacional. Alguns sistemas operacionais incluem este programa no próprio núcleo (kernel). Já outros sistemas, como o DOS e o UNIX, tratam o interpretador de comandos como um programa especial que é executado quando uma sessão é iniciada.
3 Portas lógicas padrões
3.1 NOT
3.2 AND
3.3 OR
3.4 NAND
3.5 NOR
3.6 XOR
3.7 NXOR
4 Conversão de Bases
4.1 Conversão simplificada de decimal para binário
4.2 Conversão simplificada de octal para binário
4.2.1 Grupos de 3 bits
4.3 Conversão simplificada de hexadecimal para binário
4.3.1 Grupos de 4 bits
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