Arquitetura de Computadores - Unidade 1
By NEAD Kit Pedagógico
Key Concepts
- Arquitetura de Computadores (Arquitetura e Organização)
- Sistema de Numeração (Decimal, Binário, Octal, Hexadecimal)
- Conversão entre Sistemas de Numeração
- Operações Matemáticas Binárias (Soma, Subtração, Multiplicação, Divisão)
- "Carry" (Transporte) e "Borrow" (Empréstimo)
Arquitetura de Computadores: Definição e Importância
A Arquitetura de Computadores é a junção de duas áreas: arquitetura (projeto do conjunto de instruções que o computador executa) e organização (implementação física e lógica do computador). O estudo da arquitetura de computadores é vital para entender a estrutura e o funcionamento dos computadores, os componentes e suas inter-relações, tomar decisões sobre compras de hardware, entender a evolução dos computadores e facilitar o entendimento de outras disciplinas do curso de TI.
Objetivos da Disciplina
Os principais objetivos da disciplina incluem:
- Conhecer os componentes básicos de uma arquitetura computacional, suas funções e relacionamentos.
- Compreender a matemática binária e sua aplicação em circuitos lógicos digitais.
- Entender as principais portas lógicas e circuitos integrados.
- Conhecer os componentes do processador e sua arquitetura interna.
- Conhecer os tipos de memórias e suas características.
- Entender os componentes da placa-mãe e suas funções.
- Conhecer os barramentos internos e externos.
- Compreender os dispositivos de armazenamento e suas funcionalidades.
- Conhecer técnicas de RAID de discos.
Sistemas de Numeração
Sistema Decimal
- Base 10, com símbolos de 0 a 9.
- Utilizado por humanos.
Sistema Binário
- Base 2, com símbolos 0 e 1.
- Fundamental para computadores, representando estados como ligado/desligado, verdadeiro/falso.
- Exemplo: 12 (decimal) = 1100 (binário). A base é identificada com o número 2 no final.
Conversão Decimal para Binário
- Divisões sucessivas por 2, guardando os restos.
- O número binário é lido da direita para a esquerda.
- Exemplo: 12 ÷ 2 = 6 (resto 0); 6 ÷ 2 = 3 (resto 0); 3 ÷ 2 = 1 (resto 1); Resultado: 1100.
Conversão Binário para Decimal
- Cada posição do número binário tem um peso (1, 2, 4, 8, 16...).
- Somar os pesos das posições onde o dígito é 1.
- Exemplo: 1101 (binário) = (1*1) + (0*2) + (1*4) + (1*8) = 13 (decimal).
Sistema Octal
- Base 8, com símbolos de 0 a 7.
- Exemplo: 13 (decimal) = 15 (octal).
- Conversão decimal para octal: divisões sucessivas por 8.
Sistema Hexadecimal
- Base 16, com símbolos de 0 a 9 e letras de A a F (A=10, B=11, C=12, D=13, E=14, F=15).
- Bastante utilizado na computação.
- Exemplo: 13 (decimal) = D (hexadecimal); 26 (decimal) = 1A (hexadecimal).
Conversão Binário para Hexadecimal
- Agrupar os dígitos binários em grupos de 4, da direita para a esquerda.
- Converter cada grupo de 4 dígitos binários para seu equivalente hexadecimal.
- Exemplo: 1011111001001001 (binário) = BE49 (hexadecimal).
Operações Matemáticas Binárias
Soma Binária
- Regras:
- 0 + 0 = 0
- 0 + 1 = 1
- 1 + 0 = 1
- 1 + 1 = 0, "carry" 1 (vai 1)
- 1 + 1 + 1 = 1, "carry" 1 (vai 1)
- Processo semelhante à soma decimal, considerando o "carry".
Subtração Binária
- Regras:
- 0 - 0 = 0
- 1 - 1 = 0
- 1 - 0 = 1
- 0 - 1 = 1, "borrow" 1 (vem 1)
- Processo semelhante à subtração decimal, considerando o "borrow".
- O "borrow" é obtido do dígito da coluna à esquerda mais próxima que tenha 1 para emprestar.
Multiplicação Binária
- Regras:
- 0 * 0 = 0
- 0 * 1 = 0
- 1 * 0 = 0
- 1 * 1 = 1
- Processo semelhante à multiplicação decimal.
Divisão Binária
- Não há regras específicas, mas o processo é semelhante à divisão decimal.
- A divisão é quantas vezes o divisor está dentro do dividendo.
- Requer conhecimento de subtração binária.
Conclusão
O vídeo apresentou uma introdução à arquitetura de computadores, com foco nos sistemas de numeração e nas operações matemáticas binárias. A compreensão desses conceitos é fundamental para o estudo da disciplina e para o desenvolvimento de habilidades em TI. Os exemplos práticos e as explicações detalhadas facilitam o entendimento dos processos de conversão e das operações binárias.
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