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FUNDAMENTOS DAINFORMÁTICA

O Processador do Computador

Conceitos Básicos

AGENDA DA AULA

11/04/2017 IFPR QUEDAS DO IGUAÇU – FUNDAMENTOS DA INFORMÁTICA - DANILO GIACOBO 2

Introdução

Conceitos Básicos

O primeiro processador da história

A história dos processadores

Os processadores Intel

Bits, bytes e palavras

Arquitetura de um processador

Registradores e memória cache

PARA DESCONTRAIR

11/04/2017 3IFPR QUEDAS DO IGUAÇU – FUNDAMENTOS DA INFORMÁTICA - DANILO GIACOBO

INTRODUÇÃO

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• Processador é um circuito integrado capaz de efetuar o processamento dedados, obedecendo a um conjunto predeterminado de instruções.

• Ele é composto de transistores cujo funcionamento permite deixar ou não acorrente elétrica passar.

• Um processador de um computador pessoa possui em torno de 1,4 bilhões detransistores em uma única peça.

• Quanto menor for é melhor e mais moderno.

• Os melhores processadores possuem transistores de 22 nanômetros.

• A velocidade do processamento é medido em Ghz e alguns possuem váriosnúcleos de processamento.

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CONCEITOS BÁSICOS

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• O processador, ou CPU – Unidade Central de Processamento – é o cérebroda máquina. Ele é capaz de ler os programas ou aplicativos, executaroperações e comandos e respondê-los em uma velocidade bem rápida.

• Os processadores são circuitos integrados fabricados em pastilhas de silício econtam com transistores – peças que ampliam e interrompem sinais elétricos –em miniatura, usados para criar portas lógicas que se combinam e para setransformarem nas partes do processador.

• A velocidade do processador é medida pela unidade de frequência Mega-hertz. Ela é a função direta da frequência de operação (clocks) e quanto maisMHz, mais rápido é o processador. Existem também modelos com mais de umnúcleo, o que significa que há diversos grupos de processadores em uma únicapeça. Assim, quanto mais núcleos, mais velocidade e consequentemente maistarefas a serem executadas ao mesmo tempo.

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CONCEITOS BÁSICOS

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• Um processador não tem vida útil, o que pode acontecer é um modelo ficarantigo e consumir mais energia em relação aos mais modernos. Outro casocomum é o de overclock, quando o processador esquenta demais e queimadevido ao uso indevido.

Algumas dicas podem ajudar na hora de escolher um bom modelo deprocessador:

• Confira se o modelo é top de linha ou antigo. É provável que os modelos maisrecentes tenham poder de processamento maior e consumam menos energia.

• Confira se a arquitetura é de 32 ou 64 bits.

• Saiba quantos núcleos o processador possui. Tradicionalmente, quanto mais,melhor.

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REPRESENTAÇÃO DE DADOS: LIGADO/DESLIGADO

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Um computador conhece apenas duas coisas: ligado/desligado. Esse sistema de doisestados, ligado/desligado, denomina-se sistema binário.

Usando esses dois estados, que podem ser representados pela eletricidade ligadaou desligada, o computador pode criar formas sofisticadas de representação dedados.

Embora o sistema numérico decimal tenha a base 10 (com dez dígitos 0, 1, 2, 3, 4, 5,6, 7, 8, 9), o sistema binário tem base 2.

Isso significa que contém somente dois dígitos, 0 e 1, os quais correspondem aos doisestados, ligado e desligado.

Combinações de 0s e 1s representam números maiores.

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REPRESENTAÇÃO DE DADOS: LIGADO/DESLIGADO

11/04/2017 8IFPR QUEDAS DO IGUAÇU – FUNDAMENTOS DA INFORMÁTICA - DANILO GIACOBO

Equivalente binários dos números

decimais de 0 a 7

Decimal Binário

0 0000

1 0001

2 0010

3 0011

4 0100

5 0101

6 0110

7 0111

Equivalente binários dos números

decimais de 8 a 15

Decimal Binário

8 1000

9 1001

10 1010

11 1011

12 1100

13 1101

14 1110

15 1111

BITS, BYTES E PALAVRAS

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Cada 0 ou 1 no sistema binário denomina-se bit (de binary digit - dígito binário).

O bit é a unidade básica para armazenar dados na memória do computador: 0significa desligado, 1 significa ligado.

Os bits são reunidos em um grupo denominado byte (pronuncia-se “baite”).

Atualmente, os computadores, em sua maioria, são projetados para utilizar bytes deoito bits.

Os fabricantes de computador expressam a capacidade da memória e dearmazenamento em termos do número de bytes que cada um contém.

Uma palavra de computador é definida como o número de bits que a CPU processacomo uma unidade.

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BITS, BYTES E PALAVRAS

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Capacidades de armazenamento.

Essa tabela ao lado apresenta a

terminologia usada para especificar

capacidades de memória primária e

armazenamento secundário.

Termo Símbolo Número aproximado de bytes

Quilobyte K (ou KB) Um mil

Megabyte MB Um milhão

Gigabyte GB Um bilhão

Terabyte TB Um trilhão

Petabyte PB Um quatrilhão

O PRIMEIRO PROCESSADOR

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• Lançado em 15 de novembro de 1971 pela Intel.

• Desenvolvido por Federico Faggin, Ted Hoff eMazor Stanley.

• Foi um processador de 4 bits e 16 pinos queoperava em 740 KHz.

• Tinha 2.300 transístores em uma placa de apenas10 mícrons.

• Se destacava mesmo por ser fabricado a partirde uma única peça de silício, algo inédito atéentão.

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Intel 4004

Primeiro Transistor

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Intel 386: Terceira Geração de Processadores.

Criado em 1985.

Primeiro processador com capacidade de executarmais de uma aplicação ao mesmo tempo e também oprimeiro de 32 bits.

Em 1989 surgiu o Intel 486. Possui mais um processadormatemático integrado.

Em 1993 surgiu o famoso Intel Pentium.

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A HISTÓRIA DOS PROCESSADORES

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Intel Celeron: criado em 1998.

É um chip mais econômico que consegue dar conta dastarefas do dia-a-dia.

A partir do Intel Celeron, foi possível criar novas linhasde computadores e notebooks mais acessíveis.

Fabricado com a tecnologia de 32 nanômetros.

Em 2005 foi lançado o primeiro processador quecontinha dois núcleos: Pentium Extreme Edition 840.

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A HISTÓRIA DOS PROCESSADORES

O primeiro Intel Celeron

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É a linha mais famosa de processadores da Intel.

Criado em 2010 e baseado em gerações.

Como descobrir o tipo do processador que você tem?

Memória Cache: i3: 3 a 4MB, i5: 6MB e i7: 8MB.

Outros detalhes: Turbo Boost, Hyper-Threading, CPU +GPU integrada.

Qual devo comprar?

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INTEL I3, I5 E I7

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Até 2003, apenas processadores 32-bits eram compatíveis com o Windows.

Para processadores, os termos 32-bits e 64-bits referem-se ao tamanho de seu registro.

Processadores de 32-bits conseguem guardar um total de 232 ou 24.294.967.295

endereços diferentes.

Processadores de 32 bits só conseguem aproveitar, no máximo, 4GB de RAM.

Se o seu processador é 64-bits, é melhor instalar um sistema operacional 64-bits.

Um processador 64-bits suporta sistemas operacionais 32-bits (embora não funcione em

plena capacidade), mas processadores 32-bits não suportam sistemas operacionais 64-bits.

Aplicativos 64-bits só funcionarão se o processador e o sistema operacional forem 64-bits

também.

Não há problema em instalar aplicativos 32-bits em sistemas operacionais e

processadores 64-bits.

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PROCESSADORES 32 X 64 BITS

UNIDADE CENTRAL DE PROCESSAMENTO

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• O computador executa seu principal trabalho em uma parte da máquina que nãopodemos ver: um centro de controle que converte entrada de dados em saída deinformação.

• Esse centro de controle, denominado unidade central de processamento (CPU), é umconjunto altamente amplo e complexo de circuitos eletrônicos que executam instruçõesarmazenadas de um programa.

• Todos os computadores, de pequeno e grande porte, devem ter pelo menos uma CPU.

• A CPU consiste em duas partes: a unidade de controle e a unidade lógica e aritmética.

• A CPU interage estreitamente com o armazenamento primário ou memória.

• A memória retém dados apenas por algum tempo, enquanto o programa estivertrabalhando com ela.

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UNIDADE CENTRAL DE PROCESSAMENTO

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A unidade central de processamento

As duas partes da CPU são a unidade de

controle e a unidade lógica e aritmética. A

memória retém temporariamente dados e

instruções, enquanto o programa do qual

fazem parte está em execução. A CPU

interage estreitamente com a memória,

recorrendo a ela tanto para obter instruções

como dados.

A UNIDADE DE CONTROLE

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• A unidade de controle contém circuitos que usam sinais elétricos para coordenaro computador inteiro para realizar ou executar instruções armazenadas de umprograma.

• Como um maestro de orquestra, a unidade de controle não executa instruçõesde programa; ao contrário, ela comanda outras partes do sistema para isso.

• A unidade de controle deve comunicar-se tanto com a unidade lógica earitmética quanto com a memória.

• A Unidade de Controle (UC), em inglês: control unit (CU), é responsável porgerar todos os sinais que controlam as operações no exterior do CPU, e aindapor fornecer todas as instruções para o correto funcionamento interno do CPU.

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A UNIDADE LÓGICA E ARITMÉTICA

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• A unidade lógica e aritmética (ULA), ou do inglês arithmetic/logic unit – ALU,contém os circuitos eletrônicos que executam operações lógicas e aritméticas.

• A ALU realiza quatro tipos de operações ou cálculos matemáticos: adição,subtração, multiplicação e divisão.

• Ela também executa operações lógicas ou comparações.

• As operações lógicas podem testar três condições: condição de igualdade,condição menor que e condição maior que.

• Os símbolos que os programadores usam para informar ao computador que tipode comparação executar são chamados de operadores relacionais.

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REGISTRADORES: ÁREAS DE ARMAZENAMENTO TEMP.

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• Registradores são áreas de armazenamento temporário de alta velocidadeque servem a propósitos especiais e destinam-se a instruções ou dados.

• Eles não fazem parte da memória; eles ficam dentro da própria CPU.

• Os registradores são coordenados pela unidade de controle de modo queaceitem, guardem e transfiram instruções ou dados e façam comparaçõesaritméticas ou lógicas em alta velocidade.

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CACHE

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• Cache (pronuncia-se “késh”) é uma área de armazenamento temporário projetada paraacelerar a transferência de dados dentro do computador.

• A memória cache, um tipo de memória muito rápido, é um bloco relativamente pequeno dememória desenvolvido com o propósito específico de acelerar a transferência de dados einstruções do software.

• Cache interna, incorporada ao processador, nível 1 (L1), mais rápida.

• Cache externa, incorporada ao processador, nível 2 (L2), mais barata e mais lenta.

• Chip externo, fora do processador, nível 3 (L3).

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o CPU-Z: Obtenha dados e características sobre seu processador

http://www.techtudo.com.br/tudo-sobre/cpu-z.html

o AIDA64

http://www.aida64.com/downloads

o PCMARK

https://www.futuremark.com/benchmarks/pcmark

SOFTWARES

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o A história dos processadores

http://www.tecmundo.com.br/historia/2157-a-historia-dos-processadores.htm

o Conheça os tipos de processadores existentes e saiba como instalar no PC

http://www.techtudo.com.br/dicas-e-tutoriais/noticia/2013/12/conheca-os-tipos-de-processadores-

existentes-e-saiba-como-instalar-no-pc.html

o Processadores - O dicionário de A a Z

http://www.tecmundo.com.br/processadores/12583-processadores-o-dicionario-de-a-a-z.htm

o Litografia: como é feito um processador [infográfico]

http://www.tecmundo.com.br/processadores/59510-litografia-feito-processador-infografico.htm

o Sites de benchmarking

https://www.cpubenchmark.net/common_cpus.html e https://novabench.com/parts/cpu

PÁGINAS NA INTERNET

11/04/2017 24IFPR QUEDAS DO IGUAÇU – FUNDAMENTOS DA INFORMÁTICA - DANILO GIACOBO

o A História dos Processadores – Parte 1

http://olhardigital.uol.com.br/video/historia-dos-processadores/4370

o A História dos Processadores – Parte 2

http://olhardigital.uol.com.br/video/a-historia-dos-processadores-pentium-parte-ii/28779

o Conheça seu micro: processador

https://olhardigital.uol.com.br/video/conheca-seu-micro-processador/28309

o Você sabe o que é Overclock? Nós contamos pra você

https://olhardigital.uol.com.br/video/voce-sabe-o-que-e-overclock-nos-contamos-pra-voce/5796

VÍDEOS NA INTERNET

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

CAPRON, H. L.; JOHNSON, J. A. Introdução à Informática. 8. ed. São Paulo: PrenticeHall Brasil, 2004. 368 p.

VELLOSO, F. Informática: conceitos básicos. 9. ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2014. 392 p.

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