Arquitetura e Organização de Computadores

Introdução a Arquitetura e Organização de Computadores

Arquitetura de um computador

• O termo 'Arquitetura de um computador' refere-se aos atributos de um sistema que são visíveis para o programador.

• Os atributos que tem impacto direto sobre a lógica de um programa.

• Exemplos: • número de bits de um tipo de dados;• Endereçamento de memória;

Organização de um computador

• Já o termo 'Organização de um computador' refere-se as unidades operacionais e suas interconexões que implementam as especificações da sua arquitetura.

• Exemplos:• Sinais emitidos por uma interface;• Controle do barramento;

Relação entre Arquitetura e Organização

• Uma família de modelos podem conter a mesma arquitetura e diferentes organizações;

• Fabricantes mudam a organização constantemente e mantém a arquitetura por longo período de tempo;

• Exemplo é o OS 370 da IBM (1970), diferentes organizações para diferentes tipos de clientes;

Relação entre Arquitetura e Organização

Estruturação e Função

• O sistema é complexo, milhões de artefatos;• Organizado em hierarquia para melhor

compreender;• Cada elemento da hierarquia é considerado um

subsistema, com objetivo específico;

Hierarquia

Hierarquia

Estruturação e Função

• O comportamento de cada nível depende apenas de uma caracterização abstrata;

• Em cada nível o projetista deve levar em consideração:• Estrutura: O modo como os componentes estão inter-

relacionados;

• Função: a operação de cada componente individual;

Função

• Estrutura de um computador, são funções de um computador:• Processamento de Dados;• Armazenamento de Dados;• Transferência de Dados;• Controle.

Titulo

• xx.

Tipos de Dados

• Dados podem ter grande variedade de tipos;• A gama de requisitos de processamento é

ampla;• Tipos fundamentais de dados;

Armazenamento

• Alguns dados precisam ser armazenados para posteriormente serem processados;

• Outros, entram no sistema, são processados, e saem diretamente (on the fly);

• O computador também pode ser utilizado como uma ponte entre periféricos;

Fuções

Funções

Estrutura

• Computador é um entidade que interage com o meio externo;

• A comunicação entre estes meios é feita por periféricos (chamados dispositivos de E/S) ou linhas de comunicação;

Estrutura

Estrutura Interna

• Unidade central de processamento (CPU): controla a operação do computador e desempenha o papel de processamento de dados;

• Memória principal: armazena dados;

• E/S: transfere dados entre o computador e o meio externo;

• Sistema de interconexão: mecanismo que estabelece a comunicação entre a CPU, memória e ES.

Estrutura Interna

CPU

• Unidade de controle: controla a operação da CPU;

• Unidade lógica aritmética (ULA): desempenha a função de processamento de dados;

• Registradores: fornece o armazenamento interno de dados para a CPU;

• Interconexão da CPU: mecanismo que possibilita a comunicação entre os outros elementos;

CPU

Barramento do Sistema

• Barramento é a ligação entre os elementos E/S, Memória e CPU.

Memória

• Memória é uma unidade de armazenamento de dados, seja temporária ou permanente.

• Temos dois tipos de memória:• Memória interna (Memória Principal);• Memória externa (Memória Secundária);

Dispositivos de Entrada e Saida

• Carinhosamente apelidados de E/S ou I/O, são dispositivos que através do barramento são utilizados pelo computador para interação com o mundo exterior ou como apoio as funções básicas.

Referência

• STALLINGS, William. Arquitetura e Organização de Computadores. 5. ed. São Paulo: Prentice Hall, 2002.