Arquitetu..

13/04/23SISTEMA DE INFORMAÇÃO

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ARQUITETURA E ORGANIZAÇÃO ARQUITETURA E ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORESDE COMPUTADORES

Paulo Alexandre Serra Coucello da FonsecaEngenheiro Eletrônico

Mestre em Ciência da Computação

E-mail: [email protected]


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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 númeron-1 Indica a posição de cada algarismo no númerob Indica a basen Indica o número de dígitos inteirosm 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

012345610

N

N

x x x x x x x N


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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 armazenadoNúmeros bináriosLogica de circuitos


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Arquitetura de Von NeumannArquitetura de Von NeumannA 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 memóriasParalelismo dos processadores

(pipeline)Otimização dos compiladoresTemperatura


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Segunda aulaSegunda aula


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PRIMEIROS MÉTODOS DE PRIMEIROS 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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PRIMEIROS MÉTODOS DE PRIMEIROS MÉTODOS DE CÁCULOCÁCULO

9 X 7 = ?10 – 9 = 1 10-7 = 3 Abaixa 1 dedo abaixa 3 dedos

Soma dos dedos erguidos 4 + 2 = 6Algarismo das dezenas 9 x 7 = 6 3Produto dos dedos abaixadosAlgarismos das unidades 1 x 3 = 3


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ÁBACOÁBACO


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ÁBACO

Instrumento construídos de conchas móveis se movimentando em eixos

Foi aperfeiçoado pelos chineses


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Multiplicação dos ÁrabesMétodo atual de multiplicação é baseado

no método tabular desenvolvido pelos árabes.


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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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PRIMEIROS MÉTODOS DE PRIMEIROS MÉTODOS DE 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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PRIMEIROS MÉTODOS DE PRIMEIROS MÉTODOS DE 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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PRIMEIROS MÉTODOS DE PRIMEIROS MÉTODOS DE CÁLCULOSCÁLCULOS


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Máquina de somar

Blaise Pascal (1642)

Auxiliar Pai – coletor de impostos

Engrenagens mecânicas

Resultado produzido mecanicamente.


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AUXILIAR MECÂNICO AUXILIAR MECÂNICO AUTOMÁTICOAUTOMÁTICO

Tear para tecer desenhos de seda

Basile Bouchon (1728)

Desenhos cifrados em folha giratória de papel perfurado.


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AUXILIO AUTOMÁTICO AUXILIO 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 DE MÁQUINA 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 MECÂNICO AUXÍLIO MECÂNICO AUTOMÁTICOAUTOMÁTICO

Máquina automática (1833)Programável através de cartões perfuradosCalculava várias funções diferentesTecnologia da época não permitiu a

conclusão da máquinaMuseu de Ciência de Londres constrói a

máquina.


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MAQUINA ANALÍTICA DE MAQUINA 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 MECÂNICO AUXÍLIO MECÂNICO AUTOMÁTICOAUTOMÁTICO

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


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Enigma Enigma 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


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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.


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TRANSISTOR ( 1947)TRANSISTOR ( 1947)


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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


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LINHA DO TEMPOLINHA DO TEMPO

1968 – Fundada a Intel1969 – Memória 64 bits pela Intel1970 – μP 4004 de 4 bits 1972 – μP 8008 de 8 bits 1974 – μP 8080 de 8 bits 1976 – 8748/8048 μC e 8085 μP1978 – μP 8086 de 16 bits


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1986 – Compaq PC 3861987 – OS/21988 – Memória Flash e HD 380 Mb1989 – μP 80486 DX de 32 bits1990 – Windows 3.01991 – μP 80486 SX1993 – μP Pentium.


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1995 – μP Pentium Pro1997 – Pentium MMX, Pentiu II, DVD1998 – Windows 981999 – μP Pentium III2000 – Windows 2000 e μP Pentium IV2003 – 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 profundoErro na predição de cacheNecessidade de otimização do códigoMelhores 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


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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 DE PARADIGMAS 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


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MEMÓRIAMEMÓRIA

Memória ROMMemória 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;


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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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MEMÓRIA RAMMEMÓRIA RAM

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


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


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MEMÓRIA DINÂMICAMEMÓRIA DINÂMICAFPM – 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


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MEMÓRIAS DINÂMICAMEMÓRIAS DINÂMICAVCM – 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


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MEMORIA DINÂMICAMEMORIA DINÂMICA

VCM – SDRAM E DDR-SDRAMSPD (Serial Present Detect)Ciclo de Acesso486 DX 25Wait StatesProcessador Ocioso


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MEMÓRIA DINÂMICAMEMÓRIA DINÂMICA

30 vias72 vias – pentium par128 vias


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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


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


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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


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


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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


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


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MEMÓRIA RAMMEMÓRIA RAM 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 RAMMEMÓRIA RAM 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

CASCHL1L2L3L4


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Memória Cache Memória 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


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MemóriaMemória

HIERARQUIA DE MEMÓRIA


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MemóriaMemória


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Memoria EnderçamentoMemoria Enderçamento


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Organização da CacheOrganização da Cache

Organização por mapeamento direto Organização completamente associativaOrganização associativa por conjuntos CÉLULAS E ENDEREÇOS


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CAPACIDADE DA MEMÓRIA CAPACIDADE DA MEMÓRIA PRINCIPAL PRINCIPAL

T = N x MT = capacidade da memória em bitsN = nº de endereços (como vimos

anteriormente, N=2x sendo x = nº de bits do endereço)

M = nº de bits de cada célula


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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.


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Esquema SimplificadoEsquema Simplificado


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UNIDADE CENTRAL DE UNIDADE CENTRAL DE PROCESSAMENTOPROCESSAMENTO

UAL - Unidade Aritmética e Lógica - ACC Acumulador UC - Unidade de Controle - CI Contador de Instruções - RI Registrador de Instrução


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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


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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).


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Execução de ProgramasExecução de Programas 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


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Execução de ProgramasExecução de Programas


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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)


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Execução de ProgramasExecução de Programas 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).


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Execução de ProgramasExecução de Programas 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


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Execução de ProgramasExecução de Programas 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


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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


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Computador HipotéticoComputador Hipotético 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 E10E4 : subtraia o valor 1 de E11E5 : se o valor de E11 > 0, volte para E3, senão continueE6 : imprima o conteúdo de E10 (usando a máquina de escrever)E7 : PAREE8 :


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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


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Diagrama esquemático do 8080Diagrama esquemático do 8080


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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.


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Organização de um Computador Simples


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TIPOS DE BARRAMENTOSTIPOS DE BARRAMENTOS

ISA EISA VLB PCI AGP AMR CNR USB Fire Wire (IEEE 1394) IrDA


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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.


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Barramento ISABarramento ISA

PC XT até Pentil PROVELOCIDADE LOCAL8 Bits, 16 Bits e 32 BitsISA PLUG-AND-PLAYI/O 1 KBIRQ 15 Linhas, linha 2DMA 7 Canais, canal 4


112

Barramento EISABarramento EISA32 BitsArquitetura abertaCompativel com ISA

32 BitsArquitetura abertaCompativel com ISA

Barramento VESABarramento VESA


113

Barramento PCIBarramento PCI32 Bits e 64 BitsArquitetura abertaDe 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

Arquitetu..

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