Visão Geral da Arquitetura de Computadores. Prof. Elthon Scariel Dias

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Samuel Sabala Escobar
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2 O que é Arquitetura de Computadores? Há várias definições para o termo arquitetura de computadores : É a estrutura e comportamento de computadores digitais (John P. Hayes. Computer Architecture and Organization.) O conjunto de tipos de dados, operações e características dos diversos níveis de projeto de um computador (Andrew S. Tanenbaum. Structured Computer Organization.)

de computadores digitais (John P. Hayes. Computer Architecture and Organization.

3 Arquitetura/Organização A Arquitetura de Computadores trata do comportamento funcional de um sistema computacional. A Organização de Computadores trata da estrutura interna que não é visível para o programador (ex. freqüência do relógio ou tamanho da memória física).

A Organização de Computadores trata da estrutura interna que não é

4 Por que estudar Arquitetura de Computadores? Quem quiser trabalhar em áreas afins... arquitetura de computadores sistemas operacionais sistemas paralelos e distribuídos projeto e análise de sistemas Quem quiser conhecer os sistemas que estarão no mercado neste século Quem desenvolve sistemas afinar o software para características específicas de uma arquitetura

projeto e análise de sistemas Quem quiser conhecer os sistemas que estarão no mercado

5 Computadores Definição 1. Um computador é uma máquina composta de um conjunto de partes eletrônicas e eletromecânicas, com capacidade de coletar, armazenar e manipular dados, além de fornecer informações, tudo isso de forma automática. Definição 2. O hardware do computador é tudo aquilo que o compõe fisicamente. Constituiu-se em hardware o próprio gabinete do computador e seus periféricos.

capacidade de coletar, armazenar e manipular dados, além de fornecer informações, tudo isso de

6 Máquina de Von Neumann Unidade Central de Processamento Unidade Lógica e Aritmética (ULA) Unidade de Controle (UC) Dispositivos de Entrada e Saída Registradores Memória Principal (MP)

7 Gabinete Contêm a fonte, placa mãe, dispositivos de armazenamento, placas de expansão, memória, etc... Existem vários modelos de designes e tamanhos variados. Também exigem compatibilidade com o tipo de fonte e, em alguns casos, com a placa mãe.

.. Existem vários modelos de designes e tamanhos variados.

8 Hardware Todos os componentes de um computador são agrupados em três subsistemas básicos: unidade central de processamento, memória principal e dispositivos de entrada e saída. Que nome damos à essa característica?

central de processamento, memória principal e

9 Placa mãe A placa mãe (motherboard), é possivelmente a parte mais importante do computador. Ela gerencia toda a transação de dados entre a CPU e os periféricos. Ela define a arquitetura do seu computador. Componentes da Placa Mãe: Chipset, BIOS, Barramentos, Slots.

10 Processador O termo microprocessador não é o mesmo que CPU. Para os microcomputadores porém, pode-se dizer que o microprocessador é a sua CPU. Antes da existência dos microcomputadores, as CPUs dos computadores eram formadas por um grande número de chips, distribuídos ao longo de uma ou diversas placas. O microprocessador é uma CPU inteira dentro de um único chip. É o cérebro do computador.

Antes da existência dos microcomputadores, as CPUs dos computadores eram formadas por um grande

11 Unidade Central de Processamento Responsável pela unificação de todo o sistema de computação. Também é responsável por executar todos os programas do sistema. É composta por dois componentes básicos: Unidade de Controle e Unidade Lógica e Aritimética.

Também é responsável por executar todos os programas do

12 Clock Dispositivo localizado na CPU que gera pulsos elétricos síncronos. A quantidade de vezez que este pulso se repete em um segundo define a freqüência do clock. A freqüência do clock é medida em Hertz (Hz), que significa o número de pulsos elétricos gerados em um segundo de tempo.

13 Registradores São dispositivos de alta velocidade, localizados fisicamente na CPU para armazenamento temporário de dados.

14 Memória Principal É a parte do computador onde são armazenados instruções e dados. O bit é a unidade básica de memória, podendo assimir o valor 0 ou 1. A memória é um conjunto de células, onde cada 1 célula possui um determinado número de bits. Endereços

O bit é a unidade básica de memória, podendo assimir o valor 0 ou

15 Memória Cache É uma memória volátil de alta velocidade. O tempo de acesso a um dado nela contido é muito menor que se o mesmo estivesse na memória principal. Memória Secundária É um meio permanente (não-volátil) de armazenamento de programas e dados. Exemplos: fitas e discos magnéticas, discos ópticos.

16 Dispositivos de Entrada e Saída Permitem a comunicação entre o computador e o mundo externo. Barramento São as linhas de comunicação que ligam a CPU, a memória principal e os dispositivos de E/S. É um conjunto de fios paralelos, onde trafegam informações, como dados, endereços ou sinais de controle. Tipos Unidirecional Bidirecional

Barramento São as linhas de comunicação que ligam a CPU, a memória principal e os

17 Pipelining Técnica utilizada em processadores para otimizar a execução de instruções. Uma instrução pode ser dividida em subtarefas, e enquanto uma instrução se encontra em fase de execução, uma outra possa estar na fase de busca, simultaneamente.

Uma instrução pode ser dividida em subtarefas, e enquanto uma

18 Arquiteturas RISC x CISC RISC Reduced Instruction Set Computer É um processador que executa menos instruções básicas com mais eficiência e rapidez. Utiliza um conjunto reduzido de instruções de linguagem de máquina, o que na maioria das quais pode ser executada nun único ciclo do processador. Exemplo: Sparc (SUN), RS-6000 (IBM) CISC Complex Instruction Set Computer Possuem instruções complexas que são interpretadas por microprogramas. Exemplo: Pentium (Intel), 68xxx (Motorola)

Utiliza um conjunto reduzido de instruções de linguagem de máquina, o que na maioria das quais pode ser executada nun

19 Dúvidas Prof. Elthon Scariel Dias

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