Conceito de hardware e software

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Capitulo 2 - Conceitos de Hardware e Software
Um Sistema Computacional é um conjunto de circuitos interligados que é formado por processadores, memórias, registradores, barramentos, monitores de vídeo, impressora, mouse, discos magnéticos, todos esses dispositivos físicos são chamados de Hardware.
Os componentes do sistema computacional são agrupados em três subsistemas, o processador ouunidade de processamentos, memória principal, e dispositivos de entrada/saída, esses chamados unidades funcionais.
O processador ou Unidade Central de Processamento (UCP) é responsável por gerenciar todo o sistema computacional controlando todas as operações realizadas por cada unidade funcional, sua principal função e controlar, executar instruções que venham da memória principal. O mesmo é compostopor unidade de controle, unidade lógica e aritmética e registradores. A unidade de controle (UC) gerencia todas as atividades de todos os componentes do computador. A unidade lógica e aritmética (ULA) é responsável pelas operações logicas como testes e comparação e aritméticas com somar e subtrair. Os registradores tem a função principal de armazenar dados temporariamente, os conjuntos deregistradores funcionam como uma memoria bem mais rápida dentro dos processadores, todavia sua capacidade de armazenamento e menor e o seu custo e maior que a da memória principal.
Entre os registradores existem os registradores de uso especifico, que armazenam informações de controle do processador e do sistema operacional, entre eles possuem aqueles que merecem destaque. O contador de instrução (CI) ouprogram counter (PC), que contem o endereço da próxima instrução que o processador deve buscar ou executar O apontador da pilha (AP) ou stack point (SP), pilha é a estrutura de dados onde o sistema armazena informações dos programas que estão sendo executados e tiveram que ser interrompidos, o apontador da pilha contem os endereços do topo da fila. O registador de status ou program status Word(PSW), armazena informações sobre a execução da instrução.
A memória principal primaria ou real é o local onde são armazenados instruções e dados, a mesma é composta por unidades chamadas células e cada célula possui uma quantidade de bits. O bit é a unidade básica de memória que assume um valor lógico 0 ou 1. A maioria dos computadores utiliza o byte que é composto por (8) oito bits, mais pode serencontrados computadores de outras gerações que possuem 16, 32 e ate 64 bits.
Para acessar o conteúdo de uma célula é necessário especifica o seu endereço, que é referencia única dentro da memória, à especificação é feita através do registrador de endereço (memory address register, MAR) e através deste registro a unidade de controle saberá qual célula de memória ira acessar.
Para guardar oconteúdo de uma ou mais células de memória, após uma operação de leitura ou para guardar o dado que será transferido para a memória em uma operação de gravação é usado o registrador da memória (memory buffer register, MBR).
A memória é classificada através de sua volatilidade, que é a capacidade de preservar o seu conteúdo mesmo sem uma fonte de alimentação ativa. A memória volátil necessita sempre deuma fonte de energia para armazenar suas informações, no momento que não há mais energia todos os dados que estão armazenados se perdem. A memória não volátil não há necessidade de alimentação, contendo ou não energia os dados estarão sempre armazenados.
A memória cache é uma memória volátil de alta velocidade, todavia possui uma capacidade de armazenamento pequena, o tempo de acesso ao dadocontido nela é muito menor que se o mesmo estivesse na memória principal. A memoria cache armazena parte do conteúdo na memória principal, toda vez que o processador precisa referenciar um dado armazenado na memória, é primeiro verificado se o mesmo se encontra na memória cache caso encontre o dado, não há necessidade de acesso a memoria principal e, assim diminuindo o tempo de acesso, chamamos de...
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