Quem Somos...

Somos alunos do 4° Período de Engenharia Biomédica pelas Faculdades Unidas do Norte de Minas - FUNORTE, fizemos este blog como parte da avaliação da disciplina Arquitetura dos Computadores, mas além disso também com o intuito de ajudar à aquelas pessoas que procuram saber um pouco mais sobre seu micro por dentro de forma resumida, neste blog você encontrará informações sobre o funcionamento do seu PC e de seus componentes internos de Hardware, espero que gostem do que vão ler e se possível siga o Blog.

Obrigado a todos.

Estrutura Interna do Computador

Processamento de Dados

Diagrama do caminho do dado no PC.

Os dados ou informações entram no PC através de dispositivos de entrada como teclado, mouse, pen-drive, CD, DVD, disquete etc, após a instrução entrar na UCP ou CPU (Unidade de Processamento Central) ela será processada em uma linguagem que o PC entenda (binária), logo após isso essa instrução vai para as memórias através dos barramentos lá serão armazenadas e executadas de acordo com o solicitado, após o processamento e execução da instrução ela será enviada aos dispositivos de saída para que o usuário os interprete.

Subsistema de Memória

Tipos de Memória

Memória RAM 

Memória RAM: As memórias RAM (Random-Access Memory - Memória de Acesso Aleatório) constituem uma das partes mais importantes dos computadores, pois são nelas que o processador armazena os dados com os quais está lidando. Esse tipo de memória tem um processo de gravação de dados extremamente rápido, se comparado aos vários tipos de memória ROM. No entanto, as informações gravadas se perdem quando não há mais energia elétrica, isto é, quando o computador é desligado, sendo, portanto, um tipo de memória volátil.

Há dois tipos de tecnologia de memória RAM que são muitos utilizados: estático e dinâmico, isto é, SRAM e DRAM, respectivamente. Há também um tipo mais recente chamado de MRAM. Eis uma breve explicação de cada tipo:
SRAM (Static Random-Access Memory - RAM Estática): esse tipo é muito mais rápido que as memórias DRAM, porém armazena menos dados e possui preço elevado se considerarmos o custo por megabyte. Memórias SRAM costumam ser utilizadas como cache 
DRAM (Dynamic Random-Access Memory - RAM Dinâmica): memórias desse tipo possuem capacidade alta, isto é, podem comportar grandes quantidades de dados. No entanto, o acesso a essas informações costuma ser mais lento que o acesso às memórias estáticas. Esse tipo também costuma ter preço bem menor quando comparado ao tipo estático;

Memória ROM: Aqueles que nunca ouviram falar da ROM certamente conhece um primo próximo desse tipo de memória, o CD-ROM, uma mídia ótica que permite apenas a leitura de dados. Ou seja, você não pode gravar arquivos em um CD-ROM, apenas executar ou visualizar o que já estiver nele.
Basicamente, essa é a função da memória ROM: oferecer dados apenas para leitura. Normalmente, a ROM é utilizada para armazenar firmwares, pequenos softwares que funcionam apenas no hardware para o qual foram desenvolvidos e que controlam as funções mais básicas do dispositivo.
Na ROM de uma calculadora, por exemplo, podemos encontrar as rotinas matemáticas que o estudante pode realizar ao usá-la. Já no caso de celulares, normalmente as ROMS carregam o sistema operacional e os softwares básicos do aparelho.

Memória ROM

Memória Cache: Na área da computação, cache (também usado a grafia: cachet ou cachê) é um dispositivo de acesso rápido, interno a um sistema, que serve de intermediário entre um operador de um processo e o dispositivo de armazenamento ao qual esse operador acede. A vantagem principal na utilização de um cache consiste em evitar o acesso ao dispositivo de armazenamento - que pode ser demorado -, armazenando os dados em meios de acesso mais rápidos.O uso de memórias cache visa obter uma velocidade de acesso a memória próxima da velocidade de memórias mais rápidas, e ao mesmo tempo disponibilizar no sistema uma memória de grande capacidade, a um custo similar de memórias de semicondutores mais baratas.

Hierarquia das Memórias

As memórias podem ser classificadas de maneira hierárquicas quanto ao seu nível de velocidade, as memórias chamadas secundárias (Discos, HD's e pen-drives) são mais lentas, logo após vem as principais que são as (RAM e ROM), depois as memórias intermediárias (Cache e Buffer) e no top com baixa capacidade de armazenamento e grande velocidade os registradores.

Subsistema de Processamento

Processador


O processador (ou CPU) é uma das partes principais do hardware do computador e é responsável pelos cálculos, execução de tarefas e processamento de dados. A velocidade com que o computador executa as tarefas ou processa dados está diretamente ligada à velocidade do processador.

Processador Intel Core-i7

A unidade lógica e aritmética (ULA) é a unidade central do processador, que realmente executa as operações aritméticas e lógicas entre dois números. Seus parâmetros incluem, além dos números operandos, um resultado, um comando da unidade de controle, e o estado do comando após a operação. O conjunto de operações aritméticas de uma ULA pode ser limitado a adição e subtração, mas também pode incluir multiplicação, divisão, funções trigonométricas e raízes quadradas.A unidade de controle é a unidade do processador que armazena a posição de memória que contém a instrução corrente que o computador está executando, informando à ULA qual operação a executar, buscando a informação (da memória) que a ULA precisa para executá-la e transferindo o resultado de volta para o local apropriado da memória. Feito isto, a unidade de controle vai para a próxima instrução (tipicamente localizada na próxima posição da memória, a menos que a instrução seja uma instrução de desvio informando que a próxima instrução está em outra posição.
A CPU também contém um conjunto restrito de células de memória chamados registradores que podem ser lidos e escritos muito mais rapidamente que em outros dispositivos de memória. São usados frequentemente para evitar o acesso contínuo à memória principal cada vez que um dado é requisitado.


Cooler

Cooler

Dentro do gabinete de um computador, enquanto você está realizando suas tarefas e navegando na internet, milhões de coisas estão acontecendo lá. Um dos responsáveis por toda essa facilidade é o processador, que realiza milhões de cálculos por segundo. Todo esse trabalho gera muita troca de informação com outros periféricos, ou seja, corrente elétrica transitando para todo o lado. Isso faz com que os hardwares e, principalmente o processador, aqueça muito.

Para amenizar essa situação e impedir que o processador seja danificado, o cooler (refrigerador, em inglês) foi desenvolvido. Esse aparelho, em suas versões mais comuns, é uma espécie de ventilador que fica dentro das máquinas resfriando as peças. Geralmente há dois periféricos desses nos computadores: Um em cima do processador, junto com o dissipador de calor; e outro com a fonte de alimentação, que tem a função de jogar o ar quente para fora.


Caminho da Instrução

A dura vida de um Processador...

RDM - Registrador de dados de memória: Armazena temporariamente a informação que está sendo transferida da MP para a UCP (leitura) ou da UCP para MP (escrita). Possui a mesma quantidade de bits do barramento de dados.

REM–Registrador de Endereços da Memória: Armazena temporariamente o endereço de acesso a uma posição de memória, ao se iniciar a operação de leitura ou escrita. Em seguida, o endereço é encaminhado à área de controle da MP para decodificação e localização da célula desejada. Possui a mesma quantidade de bits do barramento de endereços.

CI - Contador de Instruções: É um registrador que tem a função específica de armazenar o endereço de memória da próxima instrução a ser executada. Assim que a instrução é lida da memória para o RI, o conteúdo do CI é modificado para conter o endereço da próxima instrução.

RI – Registrador de Instruções: Tem a função específica de armazenar a instrução a ser executada pela CPU. Ao se iniciar um ciclo de instrução, a UC emite um sinal de controle que busca a próxima instrução na memória e a armazena no RI.

DI – Decodificador de Instruções: Cada instrução é uma ordem para que a CPU realize determinada operação. O decodificador de instrução recebe como entrada o conjunto de n bits escolhido para identificar a instrução e possui como saída até 2n sinais de controle que realizam a operação correspondente.

UC – Unidade de Controle: Através de sinais de controle que emite em instantes de tempo programados, a UC: Realiza a movimentação de dados de e para os registradores da CPU. Controla a ação da ALU, escolhendo a operação que será realizada. Os sinais de controle tem uma duração fixa, originada em um gerador de sinais conhecido como relógio (ou clock).

ULA – Unidade Lógica e Aritimética: Ela soma, subtrai, divide, determina se um número é positivo ou negativo ou se é zero. Além de executar funções aritméticas, uma ULA deve ser capaz de determinar se uma quantidade é menor ou maior que outra e quando quantidades são iguais. A ULA pode executar funções lógicas com letras e com números.


Ciclo de Instrução

Ciclo da Instrução

O dado de memória fica armazenado no contador de instrução (CI) passa para o registrador de instrução (RI) é armazenado no registrador de dados de memória (RDM) a unidade de controle (UC) busca o dado no registrador de endereço de memória (REM), decodifica-o no decodificador de instrução (DI) avisa a unidade lógica aritmética (ULA) o que precisa ser feito e a mesma busca dos dados para executar a operação.