Classificação de computadores por categorias
Quanto ao tamanho/capacidade, a classificação dos computadores costuma considerar as seguintes categorias: pequeno, médio e grande porte.
Apesar de ainda se falar muito destas diferentes categorias de computadores quanto ao tamanho ou porte (micros, minis e mainframes), tem-se verificado uma tendência acentuada para as fronteiras entre essas diferentes categorias se tornarem cada vez menos exactas, com zonas de sobreposição entre categorias próximas.
Por exemplo, muitos micros ou PC’s actuais são computadores com maiores capacidades de armazenamento e velocidade de processamento do que muitos minis fabricados apenas alguns anos antes.
Muitos supermicros desempenham funções de servidores de rede, ainda há poucos anos reservadas apenas a computadores de maior porte.
Outros tipos de computadores surgem com capacidades acrescidas em alguns parâmetros específicos, por exemplo, para desenho assistido por computador (CAD), em que é fundamental um bom subsistema gráfico, ou para outras aplicações de cálculo intensivo – a estes computadores, que podem situar-se entre os supermicros e os minis, é costume chamar-se estações de trabalho ou workstations.
Os computadores pessoais ou micros conheceram um ramo de evolução específico que foi o dos portáteis ou notebooks. Este género de computadores rapidamente encontrou um mercado crescente, pois revela-se extremamente útil para pessoas que necessitam de viajar com frequência e utilizar esse instrumento de trabalho em diferentes locais. Quando se fala de micros ou computadores portáteis, costuma fazer-se a distinção entre:
- Desktop ou computador de secretária;
- Notebook ou computador portátil.
Recentemente têm surgido computadores extremamente pequenos – os chamados “ultraportáteis” ou “subnotebooks”.
Entenda como funciona o Multiposto e quais as suas vantagens
ResponderEliminarA nova solução IONICS utiliza a mais ágil e completa ferramenta de comunicação, a Internet. É através dela que todas as informações geradas pela automação do posto de combustível ou da rede, são levadas até o gestor em tempo real e com segurança. Não importa onde esteja, basta um computador conectado à Internet para acompanhar o que acontece no posto.
Um mainframe é um computador de grande porte, dedicado normalmente ao processamento de um volume grande de informações. Os mainframes são capazes de oferecer serviços de processamento a milhares de usuários através de milhares de terminais conectados diretamente ou através de uma rede. (O termo mainframe se refere ao gabinete principal que alojava a unidade central de processamento nos primeiros computadores.).
ResponderEliminarEmbora venham perdendo espaço para os servidores de arquitetura PC e servidores Unix, de custo bem menor, ainda são muito usados em ambientes comerciais e grandes empresas (bancos, empresas de aviação, universidades, etc.).
São computadores que geralmente ocupam um grande espaço e necessitam de um ambiente especial para seu funcionamento, que inclui instalações de refrigeração (alguns usam refrigeração a água). Os mainframes são capazes de realizar operações em grande velocidade e sobre um volume muito grande de dados.
Supercomputador é um computador com altíssima velocidade de processamento e grande capacidade de memória. Tem aplicação em areas de pesquisa que grande quantidade de processamento se faz necessária, como pesquisas militares, científica, química, medicina, etc.
ResponderEliminarExemplo de um supercomputador.Os primeiros supercomputadores foram criados na década de 1960 por Seymour Cray. Seymour Cray fundou sua própria empresa, a Cray Research, em 1970 e dominou o mercado da supercomputação durante 25 anos (1965-1990).
Na década de 70 a Universidade de Illinois montou em conjunto com a Burroughs Corporation o ILLIAC IV, um supercomputador que ficou famoso pelas dimensões.
NO FINAL DA DÉCADA DE 70, os computadores* deixavam de ser vistos como símbolo de status e já se tornavam personagens importantes nas atividades das grandes empresas, dos órgãos de governo e ainda que Indiretamente na vida das pessoas. Nos transportes, por exemplo. O metrô de São Paulo, inaugurado em 1976, era comandado por um sistema totalmente automatizado, um dos mais modernos do mundo. Da mesma forma que embaixo da terra o computador também já era um componente indispensável nas atividades ligadas ao transporte aéreo. A Vasp, uma das mais importantes companhias aéreas da época, importava naquele ano mais dois computadores da 18M, que iriam se juntar ao IBM 360/ 40 adquirido em 1974 com uma configuração de 256 Kb de memória, nove drives, seis unidades de fitas magnéticas, uma leitora e uma perfuradora de cartões e uma impressora com capacidade de 100 1inhas por minuto. O sistema de reservas da Vasp funcionava com cerca de 150 terminais espalhados por 10 cidades brasileiras e que se comunicavam com o computador central através de uma linha telefônica.
ResponderEliminarEstação de trabalho (do inglês Workstation) era o nome genérico dado a computadores situados, em termos de potência de cálculo, entre o computador pessoal e o computador de grande porte, ou mainframe. Algumas destas máquinas eram vocacionadas para aplicações com requisitos gráficos acima da média, podendo então ser referidas como Estação gráfica ou Estação gráfica de trabalho (Graphical workstation).
ResponderEliminarNo início da década de 1980, os pioneiros nesta área foram Apollo Computer e Sun Microsystems, que criaram estações de trabalho rodando UNIX em plataformas baseadas no microprocessador 68000 da Motorola.
Hoje, devido ao poder de processamento muito maior dos PCs comuns, o termo às vezes é usado como sinônimo de computador pessoal
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Um laptop (no Brasil, e também é chamado de notebook) ou computador portátil (em Portugal, abreviado frequentemente de portátil) é um computador portátil, leve, designado para poder ser transportado e utilizado em diferentes lugares com facilidade. Geralmente um laptop contém tela de LCD (cristal líquido), teclado, mouse (geralmente um touchpad, área onde se desliza o dedo), unidade de disco rígido, portas para conectividade via rede local ou fax/modem, gravadores de CD/DVD, os mais modernos não possuem mais a entrada para discos flexíveis (disquetes), quando há a necessidade de utilizar um desses conecta-se um adaptador à uma das portas USB.
ResponderEliminarSegundo o dicionário Aurélio, existe uma pequena distinção entre Laptop e Notebook, sendo o notebook aproximadamente do mesmo tamanho de um caderno universitário e necessariamente menor que o laptop. Apesar disso, não existe uma convenção oficial sobre a nomenclatura e na linguagem popular o uso dos dois nomes se faz de forma aleatória, sendo os computadores portáteis pequenos ocasionalmente chamados de laptops e os computadores portáteis grandes ocasionalmente chamados de notebooks.
A expressão laptop deriva da aglutinação dos termos em inglês lap (colo) e top (em cima) significando computador portátil, em contrapartida aos desktop (em cima da mesa).
Definir um computador como sendo IBM PC compatível, era uma forma abreviada de especificar (particularmente no período 1981-1997), um computador genericamente similar ao IBM PC original e seus derivados diretos, o PC XT e o PC AT. Tais computadores também costumavam ser chamados de clones de PC, visto que duplicavam quase que exatamente as principais características do design interno do PC, XT ou AT. A expressão "IBM compatível" tornou-se obsoleta, visto que a IBM não fabrica mais computadores pessoais[1]. Pragmaticamente, a definição operacional de "compatível" agora é "capaz de executar a versão atual do Microsoft Windows", enquanto que o termo PC suplantou por larga margem a expressão IBM compatível para definir os computadores desta linha de descendência.
ResponderEliminarOs primeiros clones do IBM PC foram criados sem a participação ou aprovação da IBM. Todavia, com a evolução do mercado (e apesar do fracasso do barramento MCA), a IBM obteve um considerável fluxo de renda explorando o licenciamento de suas patentes para empresas que produziam clones de PCs, de forma que a empresa mudou de foco, deixando de desencorajar a fabricação de clones para maximizar sua receita através de royalties.
Descendentes dos IBM PC compatíveis constituem a esmagadora maioria do mercado de microcomputadores da atualidade, embora a interoperabilidade com o barramento e os periféricos dos PC, XT ou AT originais possa ser não-existente.
Arquitectura de Computadores
ResponderEliminarNotas de estudo
Alberto José Proença
1999/00
Índice geral
O estudo da organização e arquitectura dum computador começa por uma reflexão sobre o que é um computador. No contexto desta disciplina, e sob a perspectiva dum engenheiro, iremos considerar um computador como um sistema (máquina) que tem como finalidade processar informação.
Então, a primeiro questão que se coloca de imediato é a seguinte: o que é informação e como é que essa informação se encontra representada dentro de um computador? A representação da informação num computador faz a introdução ao funcionamento dum computador.
A análise das diversas formas de representar informação dentro de um computador será efectuada nas primeiras aulas: desde os textos que representam a forma de os seres humanos se comunicarem entre si, às formas compactas de representação de quantidades numéricas, e aos comandos específicos para execução directa nos computadores. Este assunto é introduzido nas aulas teóricas e complementado em aulas teórico-práticas com o estudo da representação de valores do tipo int e do tipo real , minimamente cobertas em 4.2b e 4.8 (este tipo de referência vai ser sempre utilizado para capítulos/secções do texto base proposto). Um resumo dos aspectos mais relevantes da representação de valores inteiros e em vírgula flutuante é incluído como anexo destas notas de estudo.
O modo como funciona um computador - e respectivo metodologia de programação - pode ser encarado sob diversas perspectivas, ou níveis de abstracção: desde o nível de programação em linguagem máquina em binário, ao nível de programação em "linguagens de alto nível" (ver 1.1 e 1.2). Esta introdução será mais detalhada no Cap. III quando se fizer referência aos mecanismos para a execução de programas.
A ilustração da estrutura interna dum computador que lhe segue é apoiada pelo texto (ver 1.3 e 1.4) e por uma sessão laboratorial onde se apresenta um computador aberto e se identificam os principais componentes. Esta apresentação é mista: real e virtual. Partes do computador (real) circulam por todos os presentes para que tenham uma noção física desses elementos constituintes dum computador; complementarmente a estrutura dum computador é analisada interactivamente com o CD How Multimedia Computers Work.. Este CD vem incluído no livro How Computers Work de Ron White, publicado por Ziff-Davis Press em 1994. A parte correspondente nestas notas de estudo é constituído apenas por um resumo dos principais componentes de um computador, já que o material didático disponível é de muito boa qualidade.
1. Representação da informação no computador
ResponderEliminar• Os símbolos do "alfabeto"
• os seres humanos usam as letras do alfabeto, os algarismos e outros símbolos (sinais de pontuação, operadores aritméticos, ...);
• os computadores usam 2 níveis de sinal eléctrico, o que corresponde a um alfabeto com apenas 2 símbolos, também designados por dígitos binários, ou, binary digit, bit.
• As "palavras" com informação, no computador, são usadas essencialmente para:
• para representar as palavras e o "alfabeto" das linguagens naturais (ocidentais);
• para representar de modo compacto os comandos para o computador funcionar - as instruções;
• para representar de modo eficiente as variáveis numéricas, nomeadamente os inteiros e reais;
• para codificar outras formas de representação audiovisual de informação.
2. Funcionamento básico dum computador
• Execução de sequência de comandos; por razões de eficiência esses comandos deverão estar já armazenados na memória rápida do computador, no formato codificado associado ao processador que o vai executar e usando o "alfabeto" do computador: a linguagem máquina.
• Execução da linguagem máquina; passos que um processador faz sempre:
• Ir buscar uma instrução à memória e actualizar o apontador para a próxima instrução
• Descodificar a informação nela contida
• Executar a operação especificada
3. Estrutura do processador
Os principais blocos que constituem um processador podem ser identificados como sendo:
• Conjunto de registos para armazenar temporariamente a informação que vem da memória ou os valores de variáveis (da aplicação ou de gestão do sistema)
• Unidades funcionais (aritméticas, lógicas, de vírgula flutuante,...) para operar sobre as variáveis
• Unidade de controlo, que emite a sequência de sinais adequados ao funcionamento do processador e para actuação noutros componentes do computador
A unidade de controlo é também designada na literatura anglo-saxónica por control path, enquanto que o bloco que processa directamente a informação - e que é constituído pelos registos e unidades funcionais - é normalmente designado por data path.
4. Níveis de abstracção num computador
Na utilização de um computador é possível identificar vários níveis de abstracção, sendo os mais relevantes, no ãmbito desta disciplina:
• Nível da linguagem máquina (em binário): instruções e variáveis totalmente codificadas em binário, sendo a codificação das instruções sempre associada a um dado processador; a sua utilização é pouco adequada para seres humanos;
• Nível da linguagem assembly (tradução literal do inglês: "de montagem"): equivalente ao nível anterior, mas em vez da notação puramente binária, a linguagem usa mnemónicas para especificar as operações pretendidas, bem como os valores ou localizações dos operandos; embora este nível seja melhor manuseado por seres humanos, ele ainda é inteiramente dependente do conjunto de instruções dum dado processador, isto é, não é portátil entre processadores de famílias diferentes, e as estruturas que manipula, quer de controlo, quer de dados, são de muito baixo nível;
ResponderEliminar• Nível das linguagens HLL (High Level Languages, como o Java, C, Pascal, FORTRAN, ...): linguagens mais poderosas e mais próximas dos seres humanos, que permitem a construção de programas para execução eficiente em qualquer processador
5. Tradutores ou conversores de níveis
Dado que o processador apenas "entende" os comandos em linguagem máquina, é necessário converter os programas escritos em linguagens dos níveis de abstracção superiores para níveis mais baixos, até eventualmente se chegar à linguagem máquina. Estes tradutores ou conversores de níveis são normalmente designados por:
• Assemblers : programas que traduzem os textos escritos em assembly language para linguagem máquina, onde cada comando compreendido pelo processador se encontra codificado em binário de acordo com um formato definido pelo fabricante do processador;
• Compiladores: programas que traduzem os programas escritos em HLL para um nível de abstracção inferior; a maioria dos compiladores existentes incluem já os dois passos da tradução para linguagem máquina, isto é, traduzem de HLL directamente para linguagem máquina binária, sem necessitarem de um assembler.
A Fig. 1.1 do texto ilustra estes níveis de abstracção e respectivos mecanismos de conversão, através de um pedaço de código em HLL (em C) e da sua representação em assembly dum dado processador (MIPS) e em linguagem máquina em binário (para o mesmo MIPS).
Existe ainda outro mecanismo que permitem executar programas escritos em HLL sem usar a compilação: a interpretação. Com um interpretador, as instruções de HLL são analisadas uma a uma, e o interpretador para cada instrução em HLL, gera o código correspondente em linguagem máquina e executa de imediato esse código, sem o guardar. Não há propriamente uma tradução de um programa noutro, mas sim a análise dum programa seguida de geração e execução do código máquina associado.
Posteriormente se verá ainda que poderão existir outros níveis de abstracção num computador.
6. Estrutura interna dum computador
Os principais blocos funcionais que se podem encontrar num computador podem ser agrupados em apenas 3: a entidade que processa a informação, a entidade que armazena a informação que está a ser processada, e as unidades que estabelecem a ligação deste par de entidades (processador-memória) com o exterior. Mais concretamente, os blocos são:
• Processador(es), incluindo uma ou mais Unidades Centrais de Processamento CPU (já referida anteriormente), e eventualmente processadores auxiliares ou co-processadores para execução de funções matemáticas, gráficas, de comunicações, ...
• Memória principal, onde é armazenada toda a informação que o CPU vai necessitar de manusear; encontra-se organizada em células que podem ser directa e individualmente endereçadas pelo CPU (ou por outro componente que também possa aceder directamente à memória); cada célula tem normalmente 8 bits de dimensão (todos os processadores disponíveis comercialmente lidam com esta dimensão de célula); a dimensão máxima de memória física que um computador pode ter está normalmente associada à largura n do barramento de endereços (2^n)
ResponderEliminar• Dispositivos de Entrada/Saída (I/O) e respectivos controladores, incluindo:
• dispositivos que fazem interface com o ser humano: monitor, teclado, rato, impressora, colunas de som, ...
• dispositivos que armazenam grandes quantidades de informação, também designados por memória secundária: disco, banda magnética, CD-ROM, ...
• dispositivos de interface para comunicação com outros equipamentos: interfaces video, placas de rede local, modems, interface RDIS, ...
• dispositivos internos auxiliares, como um temporizador, um controlador de interrupções, um controlador de acessos directos à memória (DMA), ...
Indispensável ainda num computador é o sistema de interligação dos diversos componentes nele presentes, que genericamente se designa por barramento (bus); este barramento é constituído por um elevado número de ligações físicas, podendo estar agrupados de forma hierárquica. As principais categorias de barramentos são normalmente designadas por:
• Barramentos de dados, que têm por função transportar a informação (códigos dos programas e dados) entre os blocos funcionais dum computador; quanto maior a sua "largura", maior o número de bits que é possível transportar em simultâneo;
• Barramento de endereços, que têm por função transportar a identificação/localização ("endereço") dos sítios onde se pretende ler ou escrever dados (por ex., o endereço de uma célula de memória ou de um registo de estado de um controlador);
• Barramento de controlo, que agrupa todo o conjunto de sinais elétricos de controlo do sistema, necessários ao bom funcionamento do computador como um todo (por ex., sinais para indicar que a informação que circula no barramento de dados é para ser escrita e não lida da célula de memória cuja localização segue no barramento de endereços).
O transistor é um componente eletrônico que começou a popularizar-se na década de 1950, tendo sido o principal responsável pela revolução da eletrônica na década de 1960. São utilizados principalmente como amplificadores e interruptores de sinais elétricos. O termo vem de transfer resistor (resistor/resistência de transferência), como era conhecido pelos seus inventores.
ResponderEliminarO processo de transferência de resistência, no caso de um circuito analógico, significa que a impedância característica do componente varia para cima ou para baixo da polarização pré-estabelecida. Graças a esta função, a corrente elétrica que passa entre coletor e emissor do transistor varia dentro de determinados parâmetros pré-estabelecidos pelo projetista do circuito eletrônico. Esta variação é feita através da variação de corrente num dos terminais chamados base, o que, conseqüentemente, ocasiona o processo de amplificação de sinal.
Entende-se por "amplificar" o procedimento de tornar um sinal elétrico mais fraco num mais forte. Um sinal elétrico de baixa intensidade, como os sinais gerados por um microfone, é injetado num circuito eletrônico (transistorizado por exemplo), cuja função principal é transformar este sinal fraco gerado pelo microfone em sinais elétricos com as mesmas características, mas com potência suficiente para excitar os alto-falantes. A este processo todo dá-se o nome de ganho de sinal.
Circuitos digitais são circuitos eletrônicos que baseiam o seu funcionamento na lógica binária, em que toda a informação é guardada e processada sob a forma de zero (0) e um (1). Esta representação é conseguida usando dois níveis discretos de Tensão elétrica.
ResponderEliminarEstes dois níveis são frequentemente representados por L e H (do inglês low - baixo - e high - alto -, respectivamente).
Os computadores, telemóveis, Leitores de DVD, são alguns exemplos de aparelhos que baseiam a totalidade, ou parte, do seu funcionamento em circuitos digitais.
Relógio binario em placas de ensaioPodemos dividir os circuitos digitais em duas categorias básicas: os estáticos e os dinâmicos.
Entre os circuitos digitais estáticos podemos citar as portas lógicas: estas tem seus nomes do inglês: Porta AND (em português, "E"), a Porta OR ("OU"), a Porta NAND ("não E" ou "E invertido"), a Porta NOR ("não OU" ou "OU invertido"), a Porta XOR ("OU exclusivo"), a porta Not (não) e a porta Coincidência (NXOR = não OU exclusivo).
Entre os circuítos digitais dinâmicos podemos citar os multivibradores: o Multivibrador Biestável, comumente chamado Flip-flop, o Multivibrador Monoestável,usado comumente como temporizador, ou Disparador Schmitt (Schmitt Trigger) e o Multivibrador Astável usado comumente como divisor de freqüencia.
A partir destes circuitos são construídos praticamente todos os outros. Encadeando-se flip-flops constituem-se os contadores binários, com portas lógicas podemos criar Unidades lógico-aritméticas (ULA, ou, em inglês ALU), etc.
[editar] Origem do nome
O transistor é um componente eletrônico que começou a popularizar-se na década de 1950, tendo sido o principal responsável pela revolução da eletrônica na década de 1960. São utilizados principalmente como amplificadores e interruptores de sinais elétricos. O termo vem de transfer resistor (resistor/resistência de transferência), como era conhecido pelos seus inventores.
ResponderEliminarO processo de transferência de resistência, no caso de um circuito analógico, significa que a impedância característica do componente varia para cima ou para baixo da polarização pré-estabelecida. Graças a esta função, a corrente elétrica que passa entre coletor e emissor do transistor varia dentro de determinados parâmetros pré-estabelecidos pelo projetista do circuito eletrônico. Esta variação é feita através da variação de corrente num dos terminais chamados base, o que, conseqüentemente, ocasiona o processo de amplificação de sinal.
Entende-se por "amplificar" o procedimento de tornar um sinal elétrico mais fraco num mais forte. Um sinal elétrico de baixa intensidade, como os sinais gerados por um microfone, é injetado num circuito eletrônico (transistorizado por exemplo), cuja função principal é transformar este sinal fraco gerado pelo microfone em sinais elétricos com as mesmas características, mas com potência suficiente para excitar os alto-falantes. A este processo todo dá-se o nome de ganho de sinal.
Circuitos digitais são circuitos eletrônicos que baseiam o seu funcionamento na lógica binária, em que toda a informação é guardada e processada sob a forma de zero (0) e um (1). Esta representação é conseguida usando dois níveis discretos de Tensão elétrica.
ResponderEliminarEstes dois níveis são frequentemente representados por L e H (do inglês low - baixo - e high - alto -, respectivamente).
Os computadores, telemóveis, Leitores de DVD, são alguns exemplos de aparelhos que baseiam a totalidade, ou parte, do seu funcionamento em circuitos digitais.
Relógio binario em placas de ensaioPodemos dividir os circuitos digitais em duas categorias básicas: os estáticos e os dinâmicos.
Entre os circuitos digitais estáticos podemos citar as portas lógicas: estas tem seus nomes do inglês: Porta AND (em português, "E"), a Porta OR ("OU"), a Porta NAND ("não E" ou "E invertido"), a Porta NOR ("não OU" ou "OU invertido"), a Porta XOR ("OU exclusivo"), a porta Not (não) e a porta Coincidência (NXOR = não OU exclusivo).
Entre os circuítos digitais dinâmicos podemos citar os multivibradores: o Multivibrador Biestável, comumente chamado Flip-flop, o Multivibrador Monoestável,usado comumente como temporizador, ou Disparador Schmitt (Schmitt Trigger) e o Multivibrador Astável usado comumente como divisor de freqüencia.
A partir destes circuitos são construídos praticamente todos os outros. Encadeando-se flip-flops constituem-se os contadores binários, com portas lógicas podemos criar Unidades lógico-aritméticas (ULA, ou, em inglês ALU), etc.
CHiPs é uma série de TV estadunidense, exibida em 6 temporadas, de 1977 a 1983. É baseada nas aventuras de dois patrulheiros rodoviários em motocicletas na Califórnia. A sigla CHiP significa California Highway Patrol, ou Polícia Rodoviária da Califórnia. As duas primeiras temporadas da série foram lançadas em DVD no Brasil.
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