ArquiteturaVonNeumann_MateusMattos

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CENTRO UNIVERSITÁRIO - FACULDADES INTEGRADAS ESPÍRITO SANTENSES - FAESA
CURSO DE GRADUAÇÃO EM ANÁLISE E DESENVOLVIMENTO DE SISTEMAS
MATEUS DE MATTOS FERREIRA
ARQUITETURA DE VON NEUMANN
VITÓRIA 2022
MATEUS DE MATTOS FERREIRA
ARQUITETURA DE VON NEUMANN
Trabalho acadêmico do Curso de Graduação em Análise e Desenvolvimento de Sistemas, apresentado às Faculdades Integradas Espírito Santenses como parte das exigências da disciplina Arquitetura e Organização de Computadores, sob orientação do(a) professor(a) Jarbas Ferreira da Silva Araújo.
VITÓRIA 2022
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SUMÁRIO
INTRODUÇÃO	3
DESENVOLVIMENTO	3
CONCLUSÃO	6
REFERÊNCIAS…	8
INTRODUÇÃO
John Von Neumann (1903-1957) foi professor na Universidade de Princeton. Ele é conhecido por ter formalizado o projeto lógico de um computador que é utilizado pela maioria dos computadores utilizados atualmente, apesar do projeto ter começado em 1946 e ter sido concluído em 1952. A arquitetura é composta por três grandes sistemas de hardware: sistema central de processamento, sistema de memória e sistema de entrada/saída. Uma máquina com a arquitetura de Von Neumann tem como vantagem a possibilidade de armazenamento de programas e dados na mesma memória, assim os programas podem ser manipulados com facilidade.
Nos tempos atuais, possúimos uma grande versatilidade na escolha de peças para a montagem de um computador. Para essa escolha devemos analisar quanto podemos gastar e quais peças irão atender às necessidades, sejam elas necessidades de trabalho, estudos ou até mesmo para jogos. Outro fator muito importante é a compatibilidade dos componentes da CPU, visto que nem sempre, por exemplo, um processador será compatível com determinada placa-mãe. Uma evidência disso é a existência das duas maiores fabricantes de microprocessadores do mundo, que são a Intel e a AMD, onde as placas-mães compatíveis vão diferir dependendo se o processador for Intel ou AMD. Visto isso, vou analisar as opções disponíveis e montar um computador bom e que vai me atender.
DESENVOLVIMENTO
Particularmente falando, na montagem de um computador próprio, eu escolheria AMD atualmente. A Intel produz processadores muito velozes e é a maior fabricante nesse mercado, mas também tende a possuir um custo bem elevado. Minhas necessidades se baseiam em estudos e trabalho, e um processador AMD me atenderia tranquilamente. Outro ponto interessante é que os processadores AMD possuem uma boa placa de vídeo integrada, tornando assim, dependendo da necessidade, não necessário comprar uma outra placa de vídeo. Apesar disso, a AMD possui desvantagens em relação à quantidade de energia consumida e à sua temperatura mais alta, visto o número superior de núcleos. Além disso, os processadores da Intel costumam ser mais compatíveis com os modelos de placas-mães, apesar de a cada geração nova lançada, a Intel trocar o socket.
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Visto que eu vou escolher um processador com uma placa de vídeo integrada para melhorar meu orçamento, irei pular a escolha de uma placa de vídeo dedicada. Basicamente, a placa de vídeo é uma placa de expansão que serve para o computador enviar informações gráficas a um dispositivo de exibição de vídeo, como um monitor, TV ou projetor, e fica conectada na placa-mãe. Então para prosseguirmos na escolha dos componentes da CPU, trabalharemos agora com o modelo da placa-mãe. Foi necessário pesquisar um modelo compatível, visto que cada tipo de processador tem características que o diferenciam de outros modelos. A quantidade de pinos, por exemplo, ou o barramento da ponte norte. Assim sendo, a placa-mãe deve ser desenvolvida para aceitar determinados processadores.
	Outro ponto muito importante é a escolha da memória RAM. A quantidade desse tipo memória que podemos utilizar pode depender de quantos slot’s de memória iremos ter disponível da placa-mãe. Essa memória tem por objetivo armazenar dados do sistema operacional e de programas que estão sendo usados temporariamente. Sem a memória RAM, tarefas como abrir programas e editar arquivos demorariam muito para serem realizadas. Devemos nos atentar na quantidade GB de capacidade da memória (GB) e na sua frequência (MHz). Atualmente as memórias que estão sendo utilizadas são DDR (Double-Date-Rate - Taxa Dupla de Transferênca). Encontramos essas memórias nas versões:
· DDR/DDR1 com frequência de 400MHz. Esse tipo consegue obter o dobro do desempenho de memórias sem o recurso de transferir dois dados por pulso de clock trabalhando com o mesmo clock (memórias SDRAM, que não estão mais disponíveis para PCs). Foram lançadas por volta do ano de 2000, sendo a primeira versão desse tipo de memória.
· DDR2 realiza quatro operações por ciclo de clock, duas no início deste e duas no final, podendo chegar a 800MHz de frequência. Essa memória trabalha com uma voltagem menor do que a anterior, trazendo um melhor controle na temperatura e na economia com energia elétrica. Suporta apenas módulos de até 4 GB de memória
· DDR3 com transmissão de oito dados por pulso de clock, por conta de uma série de atrasos no desenvolvimento de novos chips e no avanço dos demais componentes, esse padrão de memória acabou durando muito mais do que os antecessores. Ela foi lançada em 2007 e até hoje é o padrão mais robusto. Esse tempo adicional de sobrevida levou as fabricantes a levarem a tecnologia ao limite, com módulos que podem trabalhar com clock de até 2.800 MHz. Esse tipo de memória me atenderia na montagem do meu computador, porém a memória posterior será compatível com a CPU que eu for montar e
trará uma maior velocidade. A DDR3 está disponível com capacidades de 512 MB até 8 GB.
· 	DDR4 é uma memória que foi lançada em 2014. O padrão opera com valores de 2.133 até
4.266 MHz. Isso significa mais transferências em um mesmo intervalo de tempo, o que pode ser determinante na hora de jogar títulos pesados, por exemplo. Na questão da economia de energia, o consumo também é mais baixo. Essa memória será benéfica no meu caso para execução de programas que irão me auxiliar na construção dos meus códigos de programação. Atualmente eu uso uma memória DDR3, e infelizmente de vez em quando enfrento gargalos utilizando IDE’s. A DDR4 está disponível de 4 GB a 16 GB.
· DDR5 é a memória mais recente lançada. Obviamente também é a mais cara, pois visa um grande desempenho, o que não é o meu foco. Além disso, ela será compatível apenas com componentes focados em alto desempenho. As disponíveis na loja da Kabum chegam em até 6000MHz, atingindo 32GB de memória. A economia de energia também é uma grande vantagem das memórias DDR5 em relação às DDR4.
Sobre a questão de armazenamento, hoje em dia encontramos duas opções disponíveis: HD (Hard Disk - Disco Rígido) ou SSD (Solid State Drive - Unidade de Estado Sóldio). A função dessas memórias são guardar desde os arquivos pessoais até informações utilizadas exclusivamente pelo sistema operacional, de forma em que essas informações não se apagam mesmo que o computador seja desligado. O SSD foi lançado mais recentemente, por volta de 2006, mas pode-se dizer que a tecnologia em si surgiu muito antes, embora não com o mesmo nome. Já o primeiro HD foi criado pela IBM em 1956, fazendo com que cheguemos à conclusão de que o SSD tende a ser mais rápido e inovador do que o HD. Como um cartão de memória, as informações no SSD são armazenadas na forma de microchips. Além disso, em vez de os dados serem acessados por um braço mecânico, os SSDs podem acessá-los diretamente do microchip. Porém, o HD tem um ponto forte na relação custo-benefício, podendo alcançar grande quantidade de memória disponível por um preço mais acessível. Isso acontece porque o SSD é relativamente mais novo e trás ótimos benefícios no seu uso, além de ter uma estrutura diferente. Na minha experiência com SSD, notei que o acesso à arquivos é mais rápido, assim como a inicialização do computador e de programas. De qualquer forma, visto que as placas-mães realizam essa conexão e geralmente permitemo uso de mais de uma memória interna, eu não dispenso o uso das duas memórias simultaneamente, sendo elas do tipo SSD e HD. Basicamente podemos utilizar o SSD com uma quantidade menor de GB para instalação do sistema e
quaisquer tipo de arquivos/programas que necessitem de uma velocidade maior para execução, e deixamos outros arquivos num HD com uma maior quantidade de GB.
CONCLUSÃO
Após analisar todas as opções, vou montar um computador apenas com componentes imprescindíveis conforme a análise do que vai me atender, adicionando também periféricos, que são dispositivos auxiliares usados para enviar ou receber informações do computador. Futuramente utilizarei esse mesmo arquivo para me auxiliar na compra de um computador novo.
· Placa-mãe: Asus Prime B450M-Gaming/BR. É uma placa-mãe conhecida e muito boa, oferecendo suporte para processadores AMD e para memórias DDR4.
· Processador: AMD Ryzen 3 3200G. Apesar de não ser um processador super potente, ele atenderia minhas necessidades na utilização de um computador. O preço dele também costuma ser bem acessível.
· Placa de vídeo: Radeon Vega 8. É uma placa de vídeo integrada que já vem com o processador. Particularmente falando eu não precisaria comprar uma placa de vídeo dedicada.
· Memória RAM: Corsair Vengeance LPX 8GB, DDR4 2400MHz. Escolhi essa memória por recomendação, e visando também que seja uma memória DDR4, pois irá me oferecer uma boa velocidade na execução dos programas que utilizo. Seria possível comprar duas memórias de 8GB, pois a placa-mãe possui 4 slots para memória RAM, mas inicialmente eu iria testar apenas com uma memória.
· Memória interna: SSD Lexar NQ100, 240GB 550MB/s + HD Seagate, 1TB. Como mencionado durante a análise, a combinação de duas memórias é uma ótima opção para não precisar comprar um SSD muito caro. Eu já uso essas memórias e elas atendem bem o que prometem.
· Fonte: EVGA 500W 80 PLUS. É uma fonte também bastante recomendada, onde a potência de 500W atenderia a CPU tranquilamente. Minha fonte atual é uma com potência inferior, e eu trocaria por essa.
· Gabinete: ATX Gamer Pc Xway 01130. Já utilizo esse gabinete. Não é dos melhores. mas proporciona estrutura boa o suficiente para acoplamento dos componentes.
· Periféricos: eu manteria o monitor que eu já tenho, que é da AOC, de 24 polegadas e
modelo 24B1XHM. Mouse também manteria o meu Warrior MO263 da Mutilaser, e o teclado trocaria para um Hyper x Alloy FPS HX-KB4BL1-US/WW, visto que é altamente confortável de usar e trás LED, proporcionando o uso do computador em ambientes escuros. Um bom headset também é necessário para participação de reuniões e aulas, e o modelo que vem me atendendo é o Headphone HF-G820 da Exbom. No mais, acredito que outros periféricos como Webcam e Impressora não seriam necessários num primeiro momento.
REFERÊNCIAS
TechTudo Forum. Diferentes tipos de placa-mãe < Existe uma placa-mãe que suporte processadores Intel e AMD? (forum.techtudo.globo.com) > Acesso em 12/06/2022.
Fujioka. Processador vs Placa-Mãe < Processador ou memória? Saiba a melhor forma de dar um upgrade no seu PC (fujiokadistribuidor.com.br) > Acesso em 12/06/2022.
Wikipedia. Página de explicação do conceito de periféricos para computador < Periféricos (wikipedia.com) > Acesso em 13/06/2022.
TechNews. Informações sobre placa de vídeo < O que é uma placa de vídeo e para que serve (technews.com.br) > Acesso em 13/06/2022.
Clube do Hardware. Detalhes técnicos sobre placa mãe < Slots de memória Asus Prime B450G-Gaming/BR (clubedohardware.com.br) > Acesso em 13/06/2022.
TechTudo. Como utilizar memórias internas < Usar SSD e HD ao mesmo tempo deixa o PC mais rápido? (techtudo.com.br) > Acesso em 13/06/2022.
Zoom. Definição de HD < O que é HD? (zoom.com.br) > Acesso em 13/06/2022.
Digiplanet. Diferenças entre processadores Intel e AMD < AMD vs INTEL Qual o melhor processador? (digiplanet.pt) > Acesso em 13/06/2022.
ROVENA, Sandra Frigeri. Livro tratando sobre Von Neumann disponibilizado pela FAESA < Arquitetura de Computadores, publicado por Soluções Educaionais Integradas, página 9 > Acesso em 13/06/2022.
Buscape. Detalhamento da Memória RAM < O que é memória RAM e para que serve o componente? (buscape.com.br) > Acesso em 13/06/2022.