sexta-feira, 10 de dezembro de 2010

CPU - Central Processing Unit


CPU

A Central Processing Unit (Unidade central de processamento, em português) ou o processador é a parte de um sistema de computador que executa as instruções de um programa de computador, e é o elemento primordial na execução das funções de um computador.
Este termo tem sido usado na indústria de computadores pelo menos desde o início dos anos 1960.
A forma, desenho e implementação de CPUs têm mudado dramaticamente desde os primeiros exemplos, mas o seu funcionamento fundamental permanece o mesmo.


ALU


A Unidade lógica e aritmética (ULA) ou em inglês Arithmetic Logic Unit (ALU) é a unidade do processador (Central Processing Unit, ou simplesmente CPU), que realmente executa as operações aritméticas e lógicas referenciadas pelos opcodes.

 UC


A UC é o dispositivo mais complexo do processador.

Ele possui a lógica necessária para realizar a movimentação de dados e instruções “de” e “para” o processador, através dos sinais de controle que emite em instantes de tempo determinados conforme uma programação prévia.


Registadores utilizados no CPU


Principais elementos:

Um ciclo do relógio (clock clycle) é o intervalo de tempo entre o início de um pulso e o início do seguinte.
Um período (cycle time ou period) é o intervalo de tempo gasto para ser obter um ciclo do sinal do relógio.
Usualmente medido em unidades de tempo em nanossegundos.

quarta-feira, 10 de novembro de 2010

Interfaces de Perifericos

USB

USB é uma especificação de comunicação entre dispositivos e um controlador de host (normalmente computadores pessoais), desenvolvido e inventado por Ajay Bhatt funcionário na Intel. 

O USB começou a ser desenvolvido em 1994 por um grupo de sete empresas: Compaq, DEC, IBM, Intel, Microsoft, NEC e Nortel.

Na sua concepção original, o padrão de ligação, destina-se a facilitar a ligação entre dispositivos externos para computadores pessoais PC, substituindo uma infinidade de conectores na parte traseira dos computadores simplificando a configuração de software de todos os dispositivos conectados no USB, bem como permitir uma maior largura de banda para dispositivos externos.




Antes desta norma, para configurar um dispositivo ligado a um computador, era necessário configurar os IRQs e ou jumpers, é introduzido com esta norma o padrão "Plug and Play"(Ligar e Usar) que permite ao utilizador menos experiente ligar qualquer dispositivo sem necessidade de configuração adicional a nível de hardware.


Cabos e fichas (conectores USB)

O comprimento máximo de um cabo USB padrão (para USB 2.0 ou anterior) é de 5,0 metros. A principal razão para esse limite é o atraso máximo permitido de 1.500 ns.

Se os comandos host USB não são respondidos pelo dispositivo USB no prazo fixado, o sistema considera o comando perdido.

O atraso máximo aceitável para os cabos é de 26 ns.

A especificação USB 2.0 requer que o atraso no cabo seja inferior a 5,2ns por metro (192.000Km/s), que fica perto da largura de banda máxima para cabo de cobre padrão). Isso permite a utilização de um cabo de 5 metros.

O padrão USB 3.0 diretamente não especifica um comprimento máximo de cabo, exigindo apenas que todos os cabos tenham especificações elétricas que permitam. Para cabos de fio de cobre, alguns cálculos sugerem um comprimento máximo de 3m.

No cabo de fibra óptica, é provável que venham a ter um comprimento maior e um desenvolvimento e construção mais complexo.


Historia das versões

    *         USB 1.0: Lançado em janeiro de 1996, com taxas de transferência de dados de 1,5 Mbit / s (baixa velocidade) e 12 Mbit/s (Velocidade máxima).
    *         USB 2.0: Lançado em abril de 2000 com a velocidade de 480 Mbps.
    *         USB 3.0: Lançado em setembro de 2009 com a velocidade de 4,8 Gbps.



Porta em Paralela

A porta paralela é uma interface de comunicação entre um computador e um periférico. Quando a IBM criou seu primeiro PC ("Personal Computer" ou "Computador Pessoal"), a ideia era conectar a essa porta a uma impressora, mas actualmente, são vários os periféricos que se podem utilizar desta conexão para enviar e receber dados para o computador (exemplos: scanners, câmaras de vídeo, unidade de disco removível entre outros).

A partir do sistema operacional Windows 95 tornou-se possível efectuar comunicação entre dois computadores através da porta paralela, usando um programa nativo chamado "comunicação directa via cabo". Esta rede é muito simples de ser implementada, bastando apenas a utilização de um cabo DB25, conectado entre os dois computadores. É, no entanto, necessária uma configuração específica nos cabos para que a rede possa funcionar correctamente.





Porta em Série

As portas série (igualmente chamadas RS-232, nome da norma à qual fazem referência) representam os primeiros interfaces que permitiram aos computadores trocar informações com “o mundo externo”. 

O termo série designa um envio de dados através de um fio único: as bits são enviadas umas a seguir às outras (consulte a secção transmissão de dados para um curso teórico sobre os modos de transmissão).
No início, as portas série permitiam unicamente enviar dados, mas não receber, é por isso que foram criadas portas bidireccionais (as que equipam os computadores actuais são-no); as portas séries bidireccionais têm por isso necessidade de dois fios para efectuar a comunicação.

A comunicação série faz-se de maneira assíncrona, o que significa que nenhum sinal de sincronização (chamado relógio) é necessário: os dados podem ser enviados a intervalos de tempo arbitrários. Por outro lado, o periférico deve ser capaz de distinguir os caracteres (um carácter tem um comprimento de 8 bits) entre a sequência de bits que lhe é enviada.

É a razão pela qual neste tipo de transmissão, cada carácter é precedido de uma bit de início (chamado bit START) e um bit de fim (bit STOP). Estes bits de controlo, necessárias para uma transmissão série, desperdiçam 20% da banda concorrida (para 10 bits enviadas, 8 servem para codificar o carácter, 2 servem para assegurar a recepção).

As portas série estão geralmente integradas na placa-mãe, é por isso que há conectores na parte traseira da caixa, ligados à placa-mãe por uma cobertura de fios, permitindo ligar um elemento externo. 

Os conectores séries possuem geralmente 9 ou 25 pinos e apresentam-se sob a forma seguinte (respectivamente conectores DB9 e DB25):




FireWire

O FireWire  é um interface serial para computadores pessoais e aparelhos digitais de áudio e vídeo que oferece comunicações de alta velocidade e serviços de dados em tempo real. O FireWire pode ser considerado uma tecnologia sucessora da interface paralela SCSI.



e-SATA 

O eSATA (external SATA) é um padrão de conector SATA externo, que mantém a mesma velocidade de transmissão. As placas-mãe mais recentes já estão equipadas com conectores eSATA embutidos, mas também é possível utilizar um controladora PCI Express, ou mesmo PCI.

O eSATA está a ser usado por diversos modelos de gavetas para HD, substituindo ou servindo como opção ao USB. A vantagem é que não corre o risco do desempenho do HD ser limitado pelo interface, já que temos 150 MB/s no eSATA (ou 300 MB/s no SATA 300), contra os 60 MB/s (480 megabits) do USB 2.0. Obviamente, isso só faz alguma diferença quando o HD transmite dados guardados no cache, ou no caso dos HDs , lendo dados sequenciais.



Light Peak


Light Peak é um interface de cabo óptico projectado para conectar dispositivos em um barramento periférico.

A tecnologia tem uma alta largura de banda de 10 Gbit/s, com potencia de escala para 100 Gbit/s em 2020.

O Light Peak oferece uma alta largura de banda suficiente para conduzir estes ao longo de um único tipo de interface, e muitas vezes num único cabo daisy acorrentado.


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