Arquitetura de Computadores_

Prévia do material em texto

### Arquitetura de Computadores:
A arquitetura de computadores é o projeto estrutural e funcional de sistemas de
computação, incluindo hardware e software, que determina como um computador opera e
interage com seus componentes internos e externos.
#### Principais Conceitos:
1. **Unidade Central de Processamento (CPU):**
- A CPU é o cérebro do computador, responsável por executar instruções e processar
dados.
- É composta pela Unidade de Controle (UC), que coordena as operações do computador,
e pela Unidade Lógica e Aritmética (ULA), que realiza operações lógicas e aritméticas.
2. **Memória:**
- A memória é usada para armazenar dados e instruções temporariamente durante a
operação do computador.
- Inclui memória de acesso aleatório (RAM) para armazenamento temporário e memória
somente de leitura (ROM) para armazenar instruções de inicialização.
3. **Unidade de Entrada/Saída (E/S):**
- A unidade de E/S é responsável por permitir que o computador se comunique com
dispositivos externos, como teclado, mouse, monitor, impressora e unidades de
armazenamento.
4. **Barramentos:**
- Os barramentos são vias de comunicação que permitem a transferência de dados entre
os diferentes componentes do computador, como CPU, memória e dispositivos de E/S.
5. **Registradores:**
- São pequenas áreas de armazenamento de alta velocidade dentro da CPU, usadas para
armazenar temporariamente dados e endereços durante a execução de programas.
#### Hierarquia de Memória:
A arquitetura de computadores inclui uma hierarquia de memória, que varia em termos de
capacidade, velocidade e custo:
- **Registradores:** Mais rápidos e mais caros, usados pela CPU para armazenamento
temporário.
- **Cache:** Memória de acesso rápido usada para armazenar dados frequentemente
acessados, entre a CPU e a memória principal.
- **Memória Principal (RAM):** Usada para armazenar dados temporários durante a
execução de programas.
- **Memória Secundária:** Mais lenta e mais barata, usada para armazenamento
permanente de dados, como discos rígidos e SSDs.
#### Aplicações:
- **Computadores Pessoais:** Arquiteturas de computadores são usadas em PCs e laptops
para fornecer um ambiente de computação completo para usuários individuais.
- **Servidores:** São usadas em servidores de rede para fornecer serviços de rede e
hospedar sites e aplicativos.
- **Dispositivos Embarcados:** São usadas em sistemas embarcados, como smartphones,
tablets, eletrodomésticos inteligentes e veículos automotores.
- **Supercomputadores:** São usadas em supercomputadores para realizar cálculos
complexos e processamento intensivo em aplicações científicas e de engenharia.
A compreensão da arquitetura de computadores é essencial para profissionais de TI,
engenheiros de computação e desenvolvedores de software, pois permite o projeto,
implementação e manutenção eficazes de sistemas de computação.