Arquitetu..

15/07/13SISTEMA DE INFORMAÇÃO
1
ARQUITETURA E ORGANIZAÇÃOARQUITETURA E ORGANIZAÇÃO
DE COMPUTADORESDE COMPUTADORES
Paulo Alexandre Serra Coucello da Fonseca
Engenheiro Eletrônico
Mestre em Ciência da Computação
E-mail: paulo.bacalhau@gmail.com

2
ConceitosConceitos
● Base de numeração e aritmética binária
 representação
 Conversão entre bases
 Operação na aritmética binária
● Evolução das arquiteturas
● Arquitetura de Von Neumann

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ConceitosConceitos
 Computador - como sendo uma máquina eletrônica, capaz de solucionar
problemas através da execução automática de instruções que lhe sejam
previamente fornecidas.
 Hardware - constituído pelos circuitos eletrônicos que compõem o
computador e que o tornam capaz de reconhecer e executar um conjunto
limitado de instruções simples.
 Software - constituído pelo conjunto de programas necessários para tornar
o hardware útil e operacional.
 Programa - como sendo uma peça de software constituída por uma
seqüência de instruções que descrevem ao computador como executar
uma determinada tarefa.
 Linguagem de máquina - constituída pelo conjunto básico de instruções
que são reconhecidas pelo hardware e, para a qual todo programa precisa
ser convertido para que possa ser executado.
 Tradutor - um programa que converte outros programas para a linguagem
de máquina.
 Pode ser de três tipos: montador (para a linguagem assembly),
interpretador (tradução e execução passo a passo) e compilador (tradução
e execução em fases distintas).

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ConceitosConceitos
 Bit (Binary digiT ): É a menor unidade de informação que
podemos armazenar na memória de um computador .
 Nible: É um conjunto formado por 4 bits, cuja à combinação
de estados representa valores de 0 a 15 .
 Byte: É um conjunto de 8 BITS , cuja combinação de estados
representa os diversos símbolos ou caracteres que compõem
a informação.
 Kilo K 2^10 = 1 024
 Mega M 2^20 = 1 048 576
 Giga G 2^30 = 1 073 741 824
 Tera T 2^40 = 1 099 511 627 776
 Peta P 2^50 = 1 125 899 906 842 624
 Exa E 2^60 = 1 152 921 504 606 846 976
 Zetta Z 2^70 = 1 180 591 620 717 411 303 424
 Yotta Y 2^80 = 1 208 925 819 614 629 174 706 176

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representaçãorepresentação
ASCII : “American Standard Code
for Information Interchange”
EBCDIC : “Extended Binary Coded
Decimal Interchange Code”
CBII : “Código Brasileiro para
Intercâmbio de Informações”

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Conversão entre basesConversão entre bases

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( )bmnn dddddN −−−= .............. 0121
Onde :
d Indica cada algarismo do número
n-1 Indica a posição de cada algarismo no número
b Indica a base
n Indica o número de dígitos inteiros
m Indica o número de dígitos fracionários

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 Exemplo de conversão de base 2 para
base 10:
 O número (1101101)2 pode ser
convertido aplicando-se a fórmula
108
104803264
21202121202121
10
10
0123456
10
N
N
xxxxxxxN
=
++++++=
++++++=

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Evolução das arquiteturasEvolução das arquiteturas
 Colossus Mark I (Alan Turing) Decodificação de mensagens.
 EDSAC (Electronic Delay Storage Automatic Calculator), da
Universidade de Cambridge (Inglaterra), de maio de 1949, por
Maurice Wilkes, primeira máquina baseada nos conceitos de
Von Neuman;
 BINAC (Binary Automatic Computer), da Eckert-Mauchly
Computer Corporation (EMCC) construído sob encomenda da
Northrop Aircraft Corporation, operacional em Setembro de
1949;
 UNIVAC (Universal Automatic Computer), da Remington Rand
Co. (que incorporou a EMCC), com a primeira unidade
operacional em março de 1951;
 Whirlwind, do MIT por Jay Forrester, projetado como o primeiro
computador para aplicações tempo-real. O Whirlwind tornou-se
a base para projetos de minicomputadores;

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Evolução das arquiteturasEvolução das arquiteturas
 IBM 701, voltado para aplicações científicas (ex-Defense Calculator), foi
o primeiro computador eletrônico da IBM (dezembro 1952);
 IBM 704 (1955) FORTRAN – 1ª Linguagem de programação
 IBM 650 Magnetic Drum Computer, apresentado como o modelo barato
da IBM (US$200K), anunciado em 1953. Essa máquina foi a base para o
modelo IBM 1401 (transistorizado, anúncio em outubro de 1959, entrega
no início de 1960 a um custo de US$150K).
 DEC PDP-1 (1960), primeiro computador comercial com teclado e
monitor de vídeo, protótipos: TX-0 (MIT, 1956) e TX-2;
 IBM 7090 e 7094, versões transistorizadas do computador IBM709.

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Arquitetura de Von NeumannArquitetura de Von Neumann
Conceito de programa armazenado
Números binários
Logica de circuitos

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Arquitetura de Von NeumannArquitetura de Von Neumann
A característica de
máquinas Von
Neumann é a
composição do
sistema a partir de
três subsistemas
básicos: CPU,
memória principal e
sistema de entrada e
saída.

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Problemas AtuaisProblemas Atuais
Hierarquia de memórias
Paralelismo dos processadores
(pipeline)
Otimização dos compiladores
Temperatura

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Segunda aulaSegunda aula

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PRIMEIROS MÉTODOS DEPRIMEIROS MÉTODOS DE
CÁLCULOCÁLCULO
 O desenvolvimento do computador foi baseado
na necessidade de cálculos exatos e rápidos
(coletas de impostos, censo, comércio, etc.)
 Primeiros computadores forma desenvolvidos a
mais de 3000 anos.
 Os dedos foram o primeiro instrumento de
cálculo utilizado pela humanidade.
 Romanos decoravam a tabuada de multiplicação
até 5, sendo outros cálculos feitos com os dedos.

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CÁCULOCÁCULO
9 X 7 = ?
10 – 9 = 1 10-7 = 3
Abaixa 1 dedo abaixa 3 dedos
Soma dos dedos erguidos 4 + 2 = 6
Algarismo das dezenas
9 x 7 = 6 3
Produto dos dedos abaixados
Algarismos das unidades 1 x 3 = 3

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CÁLCULOCÁLCULO
ÁBACOÁBACO

18
CÁLCULOCÁLCULO
ÁBACO
Instrumento construídos de conchas
móveis se movimentando em eixos
Foi aperfeiçoado pelos chineses

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CÁLCULOCÁLCULO
Multiplicação dos Árabes
Método atual de multiplicação é baseado
no método tabular desenvolvido pelos
árabes.

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CÁLCULOCÁLCULO
217 X 14 = ?
O produto é a soma dos
dígitos nas diagonais.
2 1 7
2 1 7
8 4 8
2
1
4
É feito o produto
de cada dígito do
número 217 por 1
É feito o produto
de cada dígito do
número 217 por 4

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CÁLCULOCÁLCULO217 X 14 = ?
1 1
2 1 7
2
8 4 8
2 1 7
3 0
3
8
217 X 14 = 3 0 3 8

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CÁLCULOSCÁLCULOS
Primeira máquina de calcular (somador)
Wilhelm Schickard (1623)
Napier + Somador  Multiplicador de
múltiplos dígitos.
Não encontrado máquina original
crédito para Blaise Pascal

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CÁLCULOSCÁLCULOS

24
CÁLCULOCÁLCULO
 Máquina de somar
 Blaise Pascal (1642)
 Auxiliar Pai – coletor de impostos
 Engrenagens mecânicas
 Resultado produzido mecanicamente.

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AUXILIAR MECÂNICOAUXILIAR MECÂNICO
AUTOMÁTICOAUTOMÁTICO
Tear para tecer desenhos de seda
Basile Bouchon (1728)
Desenhos cifrados em folha giratória de
papel perfurado.

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AUXILIO AUTOMÁTICOAUXILIO AUTOMÁTICO
MECÂNICOMECÂNICO
Máquina de tecer com cartões perfurados
Joseph Marie Jacquard (1810)
Controlar os padrões do tecido
Grande desemprego.

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MÁQUINA DIFERENCIAL DEMÁQUINA DIFERENCIAL DE
BABBAGEBABBAGE
Financiada pelo Governo Britânico (1823)
primeira bola pesquisa em computação
Ferramentas da época não eram
suficientemente sofisticadas.
Construção foi interrompida diversas vezes
por falta de fundos
Máquina composta de disco giratórios
operados por manivela.

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AUXÍLIO MECÂNICOAUXÍLIO MECÂNICO
Máquina automática (1833)
Programável através de cartões perfurados
Calculava várias funções diferentes
Tecnologia da época não permitiu a
conclusão da máquina
Museu de Ciência de Londres constrói a
máquina.

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MAQUINA ANALÍTICA DEMAQUINA ANALÍTICA DE
BABBAGEBABBAGE
Charles Babbage é considerado o pai do
computador
Construiu a primeira máquina de cálculo
programável da história usando cartões
perfurados
Calculava várias funções diferentes

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AUXÍLIO MECÂNICOAUXÍLIO MECÂNICO
Merman Hollerith desenvolveu uma
máquina para acelerar o processamento
dos dados do censo de 1880 nos EUA.
Construiu uma perfuradora de cartões
(idéia de Jackard)
Dados perfurados em cartões e
classificados pelos pinos que passavam
pelos furos.

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TABULADOR DE CARTÕESTABULADOR DE CARTÕES
Processamento de censo de 1880 levou 3
anos em vez dos 10 anos previstos.
“Tabulating Machine Company” (1914)
“International Business Machines
Corporation” – IBM (1924)

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SISTEMAS ELETRÔNICOSSISTEMAS ELETRÔNICOS
Z1 (1936 – 1938)
Z3 (1941)
- Primeira calculadora universal controlada
por um programa.
- 2600 relés
- Memória de 64 números com 22 bits.

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 Colossus Mark I (Alan Turing)
- Decodificação de mensagens criptografadas
- ENIGMA Machine
- Criptografia de mensagens secretas entre o
comando de guerra nazista e tropas no front de
batalha.
- ENIGMA utilizava rotores para criptografia.

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Colossus Mark IColossus Mark I

35
EnigmaEnigma MachineMachine

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SISTEMAS ELÉTRICOSSISTEMAS ELÉTRICOS
AKA IBM Automatic Sequence Control
Calculator (ASCC)
- Baeado nas notas de Babbage
- Relés e dispositivos eletromecânicos.

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ENIAC – Eletronic Integrator and
Calculator (1943 – 1946)
- 17.468 válvulas
- 30 mts
- 150.000 W
- Programação: fios e pinos
- 5000 adições/subtrações ou 300
multiplicações por segundo.

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ENIACENIAC

39
 John von Neuman (1945)
- Cocneito de programa armazenado
- Números binários
- Lógica de circuitos
- EDSAC (Eletronic Delay Storage Automatic
Calculator ) – University of Cambridge (1948)
- Primeira máquina baseada no conceito de Von Neuman.

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 UNIVAC I (1951)
- Lançado em escala comercial
 IBM 701 (1953)
- Usado na guerra da Coréia
- Primeiro computador de grande porte da IBM
 IBM 704 (1955)
- FORTRAN – 1ª Linguagem de programação
- Pane a cada 8 dias.

41
TRANSISTOR ( 1947)TRANSISTOR ( 1947)

42
IBM 7090 (1959)
Família IBM/360
- Transistores
- Modular
- Poderosos e baratos
- Grande variedade de periféricos
- IBM hegemonia absoluta.

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Sinclar ZX 81 (1981)
- Z80A 3.25 MHz
Apple II
- 6502
IBM PC (1981)
- Intel 8088

44
LINHA DO TEMPOLINHA DO TEMPO
1968 – Fundada a Intel
1969 – Memória 64 bits pela Intel
1970 – μP 4004 de 4 bits
1972 – μP 8008 de 8 bits
1974 – μP 8080 de 8 bits
1976 – 8748/8048 μC e 8085 μP
1978 – μP 8086 de 16 bits

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1986 – Compaq PC 386
1987 – OS/2
1988 – Memória Flash e HD 380 Mb
1989 – μP 80486 DX de 32 bits
1990 – Windows 3.0
1991 – μP 80486 SX
1993 – μP Pentium.

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1995 – μP Pentium Pro
1997 – Pentium MMX, Pentiu II, DVD
1998 – Windows 98
1999 – μP Pentium III
2000 – Windows 2000 e μP Pentium IV
2003 – Opteron e Athon 64

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PENTIUM / OPTERONPENTIUM / OPTERON
MMX: 57 instruções
SSE: 71 instruções
SSE2: 144 instruções
64/32 bits (Opteron)

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PROCESSADORES MODERNOSPROCESSADORES MODERNOS
Pipeline profundo
Erro na predição de cache
Necessidade de otimização do código
Melhores compiladores
- Intel C++ Compiler
- Intel VTune
- Quantify Rational

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FUTURO/PRESENTEFUTURO/PRESENTE
 Computadores óticos
- Laser
- Processamento paralelo massiv
 Nanotecnologia
- Transistor com um átomo
- Auto montagem dos circuitos
 Computação Biológica
- DNA

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COMPUTADORES ÓTICOCOMPUTADORES ÓTICO
 Lenset (Israel) – Enlight256 Processor
- Digital Signal Processor (DSP)
- 256 lasers
- 8 Tflops
- Aplicações:
 Radares de alta resolução
 Compreensão de vídeo
 Guerra eletrônica
 Previsão de tempo
 Estações rádio base

51
EnLight256 ProcessorEnLight256 Processor

52
EnLight256 ProcessorEnLight256 Processor

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NANOTECNOLOGIANANOTECNOLOGIA
 Auto Montagem
- Redução dos custos
- Dispositivos menores
 Computador Quântico
-Estado 0, 1 ou simultaneamente 0 e 1
- Inferência quântica
- Processamentos paralelos
- Criptografia – números primos.

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COMPUTAÇÃO BIOLÓGICACOMPUTAÇÃO BIOLÓGICA
 Reprodução
 Cópia ultra rápida
 DNA
 Computadores para detecção de sequências de
DNA.

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PARADIGMAS DEPARADIGMAS DE
COMPUTAÇÃOCOMPUTAÇÃO
 Início : Mainframe com a totalidade do
processamento.
 Processamento Cliente-Servidor
- Alto TCO (Total Cost Ownership)
 Servidor de Aplicação (Web)
-”volta” ao conceito de Mainframe
- Conectividade
- Mobilidade

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3ª AULA3ª AULA

57
MEMÓRIAMEMÓRIA
Memória ROM
Memória RAM

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MEMÓRIA ROMMEMÓRIA ROM
 Post ( Power On Self Test);
 Não se perde ao desligar o computador;
 Muito lenta;
Mark – ROM
- Gravado na fábrica
PROM (Programable ROM)
- Memória virgem, também gravada na fábrica.
EPROM (Erasable Programable ROM)
- Luz ultra violeta
EEPRON (Eletric Erasable Programable ROM)
- Apagável e reprogramável.
- Impulsos elétricos
FLASH ROM
- Espécie de EEPROM maioria das placas mães utilizam essa memória.

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Memória ROMMemória ROM
 FLASH ROM
- Bios (Basic Imput Output Sistem)
- Post
- Identificação de configuração instalada
- Inicializa todos os circuitos de apoio
- Inicializa o vídeo
- Testa a memória RAM
- Testa Teclado
- Carrega Sistema operacional para a memória
- Entrega o controle do microprocessador ao sistema
operacional.

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MEMÓRIA ROMMEMÓRIA ROM
SETUP (CMOS)
- Não é BIOS;
- Tecla de atalho;

61
MEMÓRIA RAMMEMÓRIA RAM
 Tamanho
- 1 Mega
- 2 Mega
- 4 Mega
- 8 Mega
- 16 Mega
- 32 Mega
- 64 Mega
- 128 Mega
- 256 Mega
- 512 Mega
- 1024 Mega

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DINÂMICA – DRAM
- Minúsculos capacitores – 1 e 0
- Grande capacidade, pequeno espaço
- Reflex
- Controlador de memória
- Período de Reflex
- Custo baixo e lenta

63
 ESTÁTICA - SRAM
- Muito rápida
- Circuito digitais
- Flipflop
- Sem Reflex
- Maior consumo de energia
- Problema com freqüência
- Custo alto
- Pouca capacidade, grande espaço.

64
MEMÓRIA DINÂMICAMEMÓRIA DINÂMICA
FPM – EDO – BEDO
 Matrizes
 Da direita para a esquerda
 De cima para baixo
 RAS (Row Adress Strobe) - linha
 CAS (Colum Adress Strobe) – coluna
 MA (Memory Adress)
 MD (Memory Dado)
 Tempo de Acesso
 Latência de CAS
 Assicrônas
 70 a 60 nanosegundos
 25, 33 40, 50 e 60 Mhz

65
MEMÓRIAS DINÂMICAMEMÓRIAS DINÂMICA
VCM – SDRAM E DDR-SDRAM
 Matrizes
 Da direita para a esquerda
 De cima para baixo
 RAS (Row Adress Strobe) - linha
 CAS (Colum Adress Strobe) – coluna
 MA (Memory Adress)
 MD (Memory Dado)
 Tempo de Acesso
 Latência de CAS
 Assicrônas
 30 a 20 nanosegundos
 66 , 75, 83 100 e 133 Mhz

66
MEMORIA DINÂMICAMEMORIA DINÂMICA
VCM – SDRAM E DDR-SDRAM
SPD (Serial Present Detect)
Ciclo de Acesso
486 DX 25
Wait States
Processador Ocioso

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MEMÓRIA DINÂMICAMEMÓRIA DINÂMICA
30 vias
72 vias – pentium par
128 vias

68
 FPM
- Valor da última linha acessada
- Acessando 4 dados consecutivos
- Capacitores de memória (página)
- RCA estampada no circuito
- Latência de CAS – 4-3-3-3 , 6-3-3-3 Chipset
- PC Config

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 EDRO
- Hyper Page Mode
- Mesmas característica da FPM só que estrutura
modificada.
- 80% mais rápida
- 486 e 586
- 72 vias
- DIM

70
BEDO
- Chipset Via
- 25% mais rápida
- Pouco encontrada y

71
 SDRAM
- Latência do CAS : 3-1-1-1, 2-1-1-1
- SPS (Seria Present Detect) EEPROM
- -15, 66 Mhz
- -12,83 Mhz
- -10,100 Mhz
- -8,125 Mhz
- -75,133 Mhz
- -7,143 Mhz
- Configuração de Clock automático

72
PC 66
- 6 camadas de circuito impresso
PC-100
- 4 Camadas de circuito impresso
PC 133
- 2 camadas de circuito impresso

73
DDR (Double Data Rate) SDRAM ou
SDRAM-II
- Opera a 100 Mhz e 133 Mhz
- DDR 200, 266, 300, 333 e 400.
- 2 dados por pulso de clock
- Mais indicada para Athlon e Duron
- Pentium IV não

74
ESDRAM
- Frequência de 200 Mhz
- Desenvolvida pela Intel
- Memória estática dentro do circuito

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 VCM
- Tecnologia proprietária
- Desenvolvida pela MEC
- Excelente para Pentium IV
- Placa de vídeo AGP
- 16 canais para dispositivos simultâneo
- Buffer de memória temporária
- Matrizes capacitivas.
- 27 Vias
- 2 pulso de clock

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 MEMÓRIA RAMBUS – RDRAM
- Tecnologia proprietária
- Auto custos
- Aceita pela maioria dos Chipset
- DDR de menor custo – vantagem AMD
- Ideal para pentium IV
- Melhor aproveitamento do processador
- Utilizada em partes
- 300, 350, 400 Mhz
- 128 bits de barramento
- Baseada em protocolo

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SYNCLINK – SLDRAM
- 200 Mhz
- Menor custo
- Latência menor

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MEMÓRIA ESTÁTICAMEMÓRIA ESTÁTICA
CASCH
L1
L2
L3
L4

79
Memória CacheMemória Cache
gargalo ("bottleneck")
Hardware, independe do software
cache hit
cache miss ou cache fault
5 ns

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REGISTRADORESREGISTRADORES
 apenas um dado (uma palavra)
 ACUMULADOR - armazena os resultados de um cálculo
 REGISTRADOR DE ENDEREÇO - guarda o endereço de
uma locação de memória ou de um dispositivo.
 REGISTRADOR DE INSTRUÇÃO - guarda a instrução
que deve ser interpretada e executada.
 APONTADOR DE INSTRUÇÕES - IP ou PC (Program
Counter) - aponta para a instrução a ser executada.
 REGISTRADORES DE USO GERAL - guardam diversos
tipos de dados.
 Máquinas RISC (computadores de conjunto reduzido de
instruções, Reduced Instruction Set Computer)
 Máquinas CISC(computadores de conjunto complexo de
instruções, Complex Instruction Set Computers)

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Memória AuxiliaresMemória Auxiliares
NÃO VOLÁTIL
MEMÓRIAS AUXILIARES
- discos rígidos (ou HD)
- drives de disquete
- unidades de fita
- CD-ROM, DVD
- unidades ótico-magnéticas, etc

82
MemóriaMemória
 HIERARQUIA DE MEMÓRIA

83
MemóriaMemória

84
Memoria EnderçamentoMemoria Enderçamento

85
Organização da CacheOrganização da Cache
Organização por mapeamento direto
Organização completamente associativa
Organização associativa por conjuntos
CÉLULAS E ENDEREÇOS

86
CAPACIDADE DA MEMÓRIACAPACIDADE DA MEMÓRIA
PRINCIPALPRINCIPAL
T = N x M
T = capacidade da memória em bits
N = nº de endereços (como vimos
anteriormente, N=2x sendo x = nº de bits
do endereço)
M = nº de bits de cada célula

87
Funções Básicas da UCPFunções Básicas da UCP
 Executar instruções - realizar aquilo que a instrução
determina.
 Realizar o controle das operações no computador.
a) Unidade Lógica e Aritmética (ULA) - responsável pela
realização das operações lógicas (E, OU, etc) e
aritméticas (somar, etc).
b) Unidade de Controle (UC) - envia sinais de controle
para toda a máquina, de forma que todos os circuitos e
dispositivos funcionem adequada e sincronizadamente.

88
Esquema SimplificadoEsquema Simplificado

89
UNIDADE CENTRAL DEUNIDADE CENTRAL DE
PROCESSAMENTOPROCESSAMENTO
UAL - Unidade Aritmética e Lógica
- ACC Acumulador
UC - Unidade de Controle
- CI Contador de Instruções
- RI Registrador de Instrução

90

91

92
Formato geral de uma InstruçãoFormato geral de uma Instrução
Código de Operação ou OPCODE :
identifica a operação a ser realizada pelo
processador
Operando(s) : é ou são o(s) campo(s) da
instrução cujo valor binário sinaliza a
localização do dado (ou é o próprio dado)
que será manipulado (processado) pela
instrução durante a operação

93
Execução de ProgramasExecução de Programas
 Programa em Linguagem de Máquina: Um programa
em linguagem de máquina é uma longa série de 0's e 1's,
ordenados de forma que alguns representam códigos de
instruções e outros representam os dados que serão
processados (ou indicam onde esses dados estão
armazenados)
 Linguagem de Montagem: A primeira tentativa bem-
sucedida para resolver o problema acima descrito foi a
criação de uma linguagem em que os códigos numéricos
foram substituidos por mnemônicos (palavras ou
símbolos como, por exemplo, LOAD = carregar e ADD =
somar, que se aproximam de palavras comuns da língua
inglesa).

94
 Linguagens de Programação: Essas linguagens
foram estruturadas buscando refletir melhor os
processos humanos de solução de problemas.
Essas linguagens orientadas a problema são
também chamadas linguagens de alto nível, por
serem afastadas do nível de máquina.
 Tradução: Um programa escrito por um
programador (chamado código fonte) em uma
linguagem de alto nível é um conjunto de
instruções que é clara para programadores, mas
não para computadores

95

96
 Montagem: No processo de montagem, o código fonte
(programa em linguagem simbólica escrito pelo
programador) é examinado, instrução por instrução e é
feita a tradução, gerando o código que será executado
(código objeto).
 Compilação: Compilação é o processo de tradução de
um programa escrito em linguagem de alto nível para
código em linguagem de máquina. Compilação é um
processo análogo ao da montagem (verificação / análise
do código fonte, resolução das referências de memória,
reserva de espaço em memória e conversão para código
de máquina binário)

97

98
 Bibliotecas: Uma linguagem de alto nível geralmente
incorpora diversas rotinas prontas (que fazem parte da
linguagem) e que compõem bibliotecas (librarys) de
funções pré-programadas que poderão ser utilizadas pelo
programador, poupando tempo, aumentando a eficiência
e evitando erros
 Ligação: tarefa de examinar o código objeto, procurar as
referências a rotinas de biblioteca (que constituem
referências externas não resolvidas), buscar a rotina da
biblioteca, substituir a chamada pelo código ("resolver as
referências externas") e obter os parâmetros para incluí-
los no código objeto é executada por um programa
chamado Ligador (LinkEditor).

99

100
 Interpretação: O método alternativo chama-se de
interpretação e, a partir do programa fonte, realiza as três
fases (compilação, ligação e execução), comando por
comando, em tempo de execução. Não existem fases distintas
nem se produzem códigos intermediários

101
 Compilação e Interpretação – comparação:
Tempo de execução, Consumo de memória,
Repetição de interpretação, Desenvolvimento de
programas e depuração de erros
 Emuladores e Máquinas Virtuais: imagine
desenvolver um programa conversor que pegasse
qualquer programa escrito para uma determinada
máquina e interpretasse seu código executável
traduzindo-o em tempo de execução para
instruções de um outro computador
 Java

102
Computador HipotéticoComputador Hipotético
 Operador - só faz o que for ordenado, não toma
decisões
 Conjunto de escaninhos - com capacidade para
um cartão cada
 Máquina de calcular - executa as operações
 Caixa de entrada - para receber cartões de fora
 Máquina de escrever - para dar saída às
informações / resultados

103

104
 EXERCÍCIO 1:
Obs.: Utilizaremos a notação (E10) significando "o conteúdo
do escaninho E10", isto é, o valor que está agora armazenado
no escaninho E10 (ou, mais formalmente, o valor corrente
daquela posição de memória).
E1 : armazene o valor 1 no E10
E2 : leia o conteúdo de E11 (externo - a caixa de entrada)
E3 : multiplique E10 com E11 (usando a máquina de
calcular) e armazene o resultado em E10
E4 : subtraia o valor 1 de E11
E5 : se o valor de E11 > 0, volte para E3, senão continue
E6 : imprima o conteúdo de E10 (usando a máquina de
escrever)
E7 : PARE
E8 :

105
 EXERCÍCIO 2:
No mesmo algoritmo acima, avalie as
conseqüências das seguintes alterações:
a) E5 : se o valor de E11 > 0, volte para E3,
b) E5 : se o valor de E11 >= 0, volte para E3;
senão continue.
 c) E7 : XXX

106
Diagrama esquemático do 8080Diagrama esquemático do 8080

107
FLAGS DO 8080FLAGS DO 8080
 Z (zero flag ou indicador de zero) - é setado como 1, se todos os bits do ACC como resultado de uma
operação são 0. Caso qualquer um dos bits seja 1, será resetado (como 0). Serve portanto para testar se
o resultado de uma operação é 0. Este flag pode ser testado pelo programador.
 S (sign flag ou indicador de sinal) - é setado pelo sinal do resultado de uma operação no acumulador.
O bit 7 do acumulador pode ser interpretado como o sinal do resultado. Algumas instruções setam o
flag de sinal igual ao bit 7 do acumulador. Portanto, caso o resultado de uma operação seja negativo
(bit 7 = 1), este flag é setado como 1. Caso o resultado seja positivo (bit 7 = 0), o bit é resetado (como
0). Este flag pode ser testado pelo programador.
 P (parity flag ou indicador de paridade) - representa a paridade do resultado no acumulador. As
instruções que afetam o flag de paridade setam este flag para 1 quando a paridade é par (even) e
resetam (como 0) quando a paridade é ímpar (odd). Este flag pode ser testado pelo programador.
 C (carry flag ou indicador de "vai um") - é usado para indicar quando uma soma no acumulador
causa "vai um" (carry out) ao dígito de mais alta ordem. Também pode ser empregado como "pede
emprestado" ("borrow") em operações de subtração. Este flag também pode ser afetado pelas operações
lógicas (AND, OR, XOR,..). operações de rotação de bits tratam o carry flag como um 9o bit do ACC.
Quando há carry out para o 9o bit, o flag C é setado (1); quando não há carry out para o 9o bit, o flag
C é resetado (0). Este flag também pode ser testado pelo programador.
 AC (auxiliary carry ou indicador de "vai um" auxiliar) - indica um carry out no 3o bit do ACC. É
utilizado exclusivamente pela instrução DAA (decimal adjust accumulator). O AC e a instrução DAA
permitem tratar o valor do acumulador como DOIS algarismos codificados em BCD (quatro bits). A
instrução DAA converte valores hexadecimais em decimais. Este flag NÃO pode ser testado pelo
programador, sendo reservado exclusivamente para uso pela instrução DAA.

108
Organização de um Computador Simples

109
TIPOS DE BARRAMENTOSTIPOS DE BARRAMENTOS
 ISA
 EISA
 VLB
 PCI
 AGP
 AMR
 CNR
 USB
 Fire Wire (IEEE 1394)
 IrDA

110
O Modelo Barramento de Sistema
 Refinamento do modelo de von Neumann, o modelo de
barramento de sistema possui uma CPU (ALU e controle),
memória e uma unidade de entrada/saída (I/O).
 A comunicação entre os componentes é realizada através de um
caminho compartilhado chamado barramento de sistema (bus),
constituído do barramento de dados, do barramento de
endereços e do barramento de controle. Existe também um
barramento de energia e algumas arquiteturas podem ter um
barramento de I/O separado.

111
Barramento ISABarramento ISA
PC XT até Pentil PRO
VELOCIDADE LOCAL
8 Bits, 16 Bits e 32 Bits
ISA PLUG-AND-PLAY
I/O 1 KB
IRQ 15 Linhas, linha 2
DMA 7 Canais, canal 4

112
Barramento EISABarramento EISA
32 Bits
Arquitetura aberta
Compativel com ISA
32 Bits
Compativel com ISA
Barramento VESABarramento VESA

113
Barramento PCIBarramento PCI
32 Bits e 64 Bits
De 5V e 3V

114
 Murdocca, Miles J. e Heuring, Vincent P.;
Introdução à Arquitetura de Computares; Editora
Campus
 Patterson and Hennessy Organização e Projeto
de Computadores: A Interface
Hardware/Software, Segunda Edição, (P&H)
Editora LTC
 Sistema de Informação – Drº Luís Felipe Uebel –
Phd Inforamation Enginnering – Cambridge
University, England.
 Biblioteca da Faar
BIBLIOGRAFIABIBLIOGRAFIA

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