Conceitos Fundamentais de Arquitetura de Computadores

Circuitos elétricos que executam instruções de programas são: Unidade Central de Processamento (UCP).

Todo o sistema de computação é coordenado pela: UCP.

Unidade de armazenamento primário também é conhecida por: Memória.

Os dados e instruções são colocados no armazenamento primário: Pela ULA.

Durante o tempo, a ULA: Executa e armazena.

Principais características propostas pela arquitetura de Von Neumann: Unidade de controle e unidade lógica e aritmética, onde a UC busca o programa na memória e executa instrução por instrução.

Considerando a estrutura interna dos processadores, explique quais são os principais elementos existentes e a função de cada um deles.

Memória - armazena os programas que estão sendo executados.

UC – capta e decodifica a instrução (tempo I). ULA – executa e armazena (tempo E).

Finalidade de pelo menos 3 registradores:

São dispositivos de armazenamento temporários.

• Acumulador - realiza operações aritméticas, faz chamadas e interrupções.
• Contador - conta todas as repetições e deslocamentos.

Diferença entre memória primária e secundária: A principal diferença é a comunicação direta entre a primária e o processador, e a velocidade de acesso. As secundárias são para armazenamento.

Mnemônicos: Palavras usadas para substituir os códigos binários da linguagem assembly.

Por que um SO aumenta o nível de segurança de um PC? Porque ele é um programa que fica entre o software e o hardware, de forma a administrar esses programas e seus acessos ao hardware.

O que significa System Call: É um mecanismo usado pelo programa para usar um serviço do sistema operacional (Kernel).

O que é execução em Modo Usuário: Seria a execução do processador instrução por instrução, enquanto que no modo kernel ele pode ter acesso ao conjunto total de instruções do processador (sem restrições).

O que é DMA: Acesso direto à memória, útil para transferir grandes quantidades de dados entre a memória e o hardware, aliviando o trabalho da CPU, deixando-a realizar outras tarefas mais importantes. (origem da multitarefa); EX: operações de E/S.

Principais vantagens da multitarefa (multiprogramação): Faz o uso eficiente da CPU, aumenta o uso da CPU, sempre havendo algo para ser executado.

Em ambientes multitarefa e multiusuário, vários usuários compartilham o sistema simultaneamente, ocasionando:

• Roubo de dados e programas.
• Intervenção da execução de processos de outros usuários.

Processos Interativos vs. Batch: Tarefas executadas no computador por um operador ou automaticamente, adequado para executar grandes tarefas, como backup automático.

Diferença entre interrupção e TRAP (interrupção ou IRQS): Sinal feito por um dispositivo, causando a parada do programa principal para que seja executado.

Ringer: É um alarme de sistema que o dispositivo manda à CPU para que ele seja atendido.

Trap: Ocorre quando um programa executa uma instrução ilegal, ou requisita certos serviços do S/O.

Microprograma ou microcódigo: É um conjunto de instruções internas gravadas no processador, dividindo as instruções já em baixo nível em diversas instruções executadas diretamente pelos circuitos CHIP.

Power On Self Test (POST): Ativado pela BIOS, testa todo o hardware do PC, faz um diagnóstico do hardware.

MBR ou LBA: É o primeiro setor do HD, procurado pela BIOS para inicializar a máquina. Ele procura instruções e informações sobre o disco e como iniciar o S/O. Dividido em 2 partes:

• MBC - um pequeno programa que transfere o controle de boot para qualquer partição ativa.
• PT - possui descrições e as localidades das partições contidas no disco.

Partições: São divisões no disco para receberem diferentes informações, ou diferentes S/O. Somente 1 pode ser carregada na IPL.

VBR: Registro de inicialização de partição, mesmo conceito da MBR. Duas estruturas.

DPB: É uma tabela que contém informações da partição, como tamanho, nome... para discos lógicos e uma partição estendida, que contém uma flecha para a partição seguinte.

Volume Boot Code: É um código específico do SO utilizado pelo volume que testa e inicia a IPL. Dependendo do SO, isso pode se estender por vários setores.

Boot Manager: Gerenciador de diferentes SO. Ele analisa as partições primárias do disco exibindo uma lista de SO. Após a escolha, ele define aquela partição como ATIVA.

Processo: É o ambiente criado pelo SO para executar os programas.

Programa: Conjunto de instruções para solucionar um problema, pode ser de alto nível com conversão para linguagem de máquina ou baixo nível podendo ser executado no hardware.

PCB (bloco de controle de processo): Estrutura de dados no núcleo do SO que serve para armazenar a informação necessária para tratar um determinado processo.

Troca de contexto de processos: Overhead: Estourar a capacidade de algum recurso, qualquer processo ou armazenamento em excesso, seja tempo de computação, de memória, recurso gasto para executar uma tarefa. Piora o rendimento do PC.