Barramentos de Expansão

1. Os Barramentos são um conjunto de circuitos dentro do PC que pode ligá-lo a todas as suas partes e periféricos;

2. Com os slots de expansão do barramento podemos transformar o computador pessoal de tal forma que ele pode passar a realizar tarefas jamais imaginadas pelos seus projetistas;

3. Os circuitos do barramento são utilizados também para a comunicação com alguns periféricos - como o teclado - não ligados a uma placa de expansão;

4.  O processador pode enviar comandos neste barramento e cabe a cada periférico interpretar o seu comando;

5. A velocidade dos microprocessadores aumentava, simplesmente aumentava-se o clock do barramento. Infelizmente, algumas placas adaptadoras não funcionavam bem nessas velocidades maiores, ou se tornavam instáveis e não confiáveis;

ISA

Numero de bits: 8 ou 16 bits;

Velocidade, 8bits: 2.33MB/S, 16bits: 8.33MB/S;

Utilizado para ligar vários tipos de placas de expansão;

Data em que surgiu: 1981;

 

PCI

 Foi criado pela Intel;

Numero de bits:32 bits ou 64 bits a frequências de 33MHz ou 66 MHz;

Velocidade:

Largura	Clock	Taxa de transferencia
32 bits	33MHz	132MiBps
64 bits	33MHz	264MiBps
64 bits	66MHz	528MiBps

Data em que surgiu: em junho de 1992

Possui recurso Plug and Play, que configura IRQ, DMA e I/O do dispositivo automaticamente;

PCI Express

Introduzido pela Intel em 2004;

Sua velocidade vai de 1x até 32x (sendo que atualmente só existe disponível até 16x). Mesmo a versão 1x consegue ser seis vezes mais rápido que o PCI tradicional. No caso das placas de vídeo, um slot PCI Express 16x é duas vezes mais rápido que um AGP 8x;

O PCI Express utiliza, nas suas conexões, linhas LVDS (Low Voltage Differential Signalling);

AGP

Porta Gráfica Avançada é um barramento de computador ponto-a-ponto de alta velocidade, tem a função de acelerar o processamento de imagens 3D .
AIDS originada pela Intel, montou originalmente o AGP em um chipset para seu microprocessador Pentium II em 1997. As placas AGP normalmente excedem um pouco as placas PCI em tamanho. O AGP se tornou comum em sistemas mainstream em 1998.
A primeira versão do AGP, usa um barramento de 32-bits operando a 66 MHz. Isto resulta em uma máxima tranferência de dados para um slot AGP 1x de 266 MB/s. Em comparação, um barramento PCI de 32-bits a 33MHz padrão consegue no máximo 133 MB/s.
A partir de 2003, novas versões do AGP incrementam a taxa de transferência dramaticamente de dois a oito vezes.

DMA"Direct Memory Access"

£ O DMA permite que os periféricos acessem diretamente a memória RAM, sem ocupar o processador;

£ Os canais de DMA são utilizados apenas por dispositivos de legado (placas ISA, portas paralelas e drives de disquete) para transferir dados diretamente para a memória RAM, reduzindo dessa forma a utilização do processador;

£ Existem 8 canais de DMA, numerados de 0 a 7;

£ Os canais de 0 a 3 são herança do PC original e trabalham a 8 bits, assim como o barramento externo no processador 8080;

£ Os canais de 4 a 7 foram introduzidos com o 286 e, acompanhando o barramento de dados do processador, são canais de 16 bits;

£ Os canais de DMA são relacionados ao barramento ISA e, justamente por isso, nunca foram introduzidos canais de 32 bits.

Memórias cache

} Na área da computação, cache 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 uma cache consiste em evitar o acesso ao dispositivo de armazenamento - que pode ser demorado -, armazenando os dados em meios de acesso mais rápidos;

Cache de disco

» O cache de disco é uma pequena quantidade de memória incluída na placa lógica do HD;

» Tem como principal função armazenar as últimas trilhas lidas pelo HD;

» Esse tipo de cache evita que a cabeça de leitura e gravação passe várias vezes pela mesma trilha;

» Os dados estão no cache, a placa lógica pode processar a verificação de integridade a partir dali, acelerando o desempenho do HD, já que o mesmo só requisita a leitura do próximo setor assim que o último setor lido seja verificado;

Tipos de Memória

Uma memória RAM (Random-Acess Memory) corresponde genericamente a um tipo de memória em que o acesso a cada célula se faz por endereço, e que constitui a unidade de memória central do computador. Consoante a tecnologia, há dois tipos de memórias RAM: as dinâmicas (DRam) e as estáticas (SRam).

DRAM

» Devido à sua tecnologia de base, a DRam exige um sinal periódico de refrescamento ("refresh") de cada célula, para que a informação nesta contida não se desvaneça (destrua) ao longo do tempo;

» Tal sinal é emitido, com um período de alguns milisegundos, sob controlo de um temporizador hardware, que os processadores têm para este efeito;

» Uma memória dRam exige que, logo após a leitura de uma célula, haja uma reescrita automática do valor contido na célula. é como se a leitura fosse "destrutiva", a menos que haja a reescrita do valor da célula;

» Isto é feito automaticamente pelo hardware, mas torna o acesso a estas memórias mais lento;

DIMM:

» As memórias DIMM estão divididas basicamente em dois tipos: as SDR SDRAM e DDR SDRAM;

» São classificadas também de acordo com a quantidade de vias que possuem, por exemplo, a SDR SDRAM que possui 168 vias e a DDR SDRAM que possui 184 vias;

» Ao contrário das memórias SIMM, estes módulos possuem contatos em ambos os lados do pente, e daí lhes vem o nome;

» São módulos de 64 bits, nao necessitando mais utilizar o esquema de ligação das antigas SIMM, a paridade;

VRAM:

» Este é um termo geralmente usado em computadores para descrever RAM dedicada ao propósito de exibir gráficos bitmap em hardware gráfico.

» A Video RAM é normalmente fisicamente separada da RAM principal de um computador;

» Às vezes isto não acontece havendo alguns sistemas em que a VRAM é partilhada com a RAM do sistema.

» O termo VRAM é mais especificamente usado para descrever um tipo de RAM de duas portas usada em hardware gráfico de alta performance;

DDR:

» Memória de acesso aleatório dinâmica síncrona de dupla taxa de transferência;

» È um tipo de circuito integrado de memória utilizado em computadores, derivada das muito conhecidas SDRAM e combinada com a técnica DDR;

» Consiste em transferir dois dados por pulso de clock, obtendo assim, teoricamente, o dobro de desempenho em relação a técnica tradicional de transferência de dados quando operando sob a mesma freqüência de clock.

SRAM

» As memórias estáticas (SRam) não têm os requesitos de refrescamento e de reescrita das memórias dRam, pelo que são mais rápidas do que estas;

» O tempo de ciclo destas memórias é igual ao tempo de acesso;

» Infelizmente, as memórias SRam são mais caras do que as DRam, razão pela qual as memórias centrais dos computadores actuais são, quase na sua generalidade, construídas com base em DRam, até porque se pretende dispor de unidades e convém que contenham da ordem de alguns MegaBytes;

Endereçamento de Memória

» Um endereço de memória é um identificador único para um local de memória no qual um processador ou algum outro dispositivo pode armazenar pedaços de dados;

» Em computador modernos com endereçamento por byte, cada endereço representa um byte distinto de armazenamento, dados maiores que um byte podem residir em múltiplos bytes, ocupando uma sequência de bytes consecutivos;

» Alguns microprocessadores foram desenvolvidos para trabalhar com endereçamento por word, tornando a unidade de armazenamento maior que um byte;

Tanto memória virtual quanto memória física utilizam endereçamento de memória, para facilitar a cópia de memória virtual em memória real, os sistemas operacionais dividem a memória virtual em páginas, cada uma contendo um número fixo de endereços;

» Cada página é armazenada em disco até que seja necessária, sendo então copiada pelo sistema operacional do disco para a memória, transformando o endereço virtual em endereço real;

» Tal transformação é invisível ao aplicativo, e permite que aplicativos operem independente de sua localização na memória física, fornecendo aos sistemas operacionais liberdade para alocar e realocar memória conforme necessário para manter o computador executando efecientemente;

Freqüentemente, ao citar tamanho de word em computadores modernos, é citado também o tamanho de endereços de memória virtual em tal computador;

Por exemplo:

Um computador de 32 bits geralmente trata os endereços de memória como valores inteiros de 32 bits, tornando o espaço de endereçamento igual a 2³² = 4.294.967.296 bytes de memória, ou 4 GBs.

Arquitectura de Van Neumann e Harvard

A máquina proposta por Von Neumann reúne os seguintes componentes: uma memória, uma unidade aritmética e lógica, uma unidade central de processamento (CPU), composta por diversos registradores, e (iv) uma Unidade de Controle (CU), cuja função é a mesma da tabela de controle da Máquina de Turing universal, buscar um programa na memória, instrução por instrução, e executá-lo sobre os dados de entrada isto é:



 » As interacções entre os elementos exibem tempos típicos que também têm variado ao longo do tempo, consoante as tecnologias de fabricação,

» Actualmente, as CPUs processam instruções sob controlo de relógios cujos períodos típicos são da ordem de 1 nanosegundo, ou seja, 10^{-9} segundos,

» As memórias centrais têm tempos típicos de acesso da ordem da dezena de nanosegundos;

» As unidades de entrada e saída exibem tempos típicos extremamente variáveis, mas que são tipicamente muito superiores à escala do nanosegundo;

» Os discos duros  exibem tempos da ordem do milisegundos (milésimo de segundo, 10^{-3});

» Outros dispositivos periféricos são inertes, a não ser que sejam activados por utilizadores humanos;

» Ao se fazer "copy and paste" nao se-percebe nada do que foi descrito acima, pois um teclado só envia informação para o computador após serem pressionada as devidas teclas, assim, este dispositivo se comunica com a CPU eventualmente e, portanto, exibe tempos indeterminadoss;



» A Arquitectura de Harvard  baseia-se em um conceito mais recente que a de Von-Neumann, tendo vindo da necessidade de por o micro-controlador para trabalhar mais rápido. É uma arquitectura de computador que se distingue das outras por possuir duas memórias diferentes e independentes em termos de barramento e ligação ao processador isto é:

» Baseia-se na separação de barramentos de dados das memórias onde estão as instruções de programa e das memórias de dados, permitindo que um processador possa acessar as duas simultaneamente, obtendo um desempenho melhor do que a da Arquitetura de von Neumann, pois pode buscar uma nova instrução enquanto executa outra;

» A principal vantagem desta arquitectura é dada pela dupla ligação às memórias de dados e programa (código), permitindo assim que o processador leia uma instrução ao mesmo tempo que faz um acesso à memória de dados;

» A arquitetura Havard também possui um repertório com menos instruções que a de Von-Neumann, e essas são executadas apenas num único ciclo de relógio;