Arquitetura de Von Neumann

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UNIVERSIDADE ESTÁCIO DE SÁ – NOVA AMÉRICA 
REDES DE COMPUTADORES 
 
 
 
 
Ian de Lacerda Moreira 
202104062321 
 
 
ARQUITETURA DE COMPUTADORES: 
Arquitetura de Von Neumann 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Rio de Janeiro 
2021 
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Ian de Lacerda Moreira 
 
 
 
 
 
 
 
 
ARQUITETURA DE COMPUTADORES: 
Arquitetura de Von Neumann 
 
 
 
 
 
Trabalho referente à disciplina de Arquitetura de 
Computadores, do curso de Redes de Computadores da 
Universidade Estácio de Sá. Feito a partir da solicitação 
do professor Renato Santana, que tem como objetivo 
discursar sobre a Arquitetura Von Neumann: O quê é, 
sua história, presente e futuro. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Rio de Janeiro 
2021 
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1. RESUMO 
A Arquitetura de Von Neumann é uma arquitetura de computador que se 
caracteriza pela possibilidade de uma máquina digital armazenar seus programas no 
mesmo espaço de memória que os dados, podendo assim manipular tais 
programas. 
No presente os computadores Desktops, Notebooks, Smartphones, TVs etc. 
utilizam de arquiteturas derivadas a de Von Neumann, todos eles possuem um CPU, 
Memória e I/O. 
 
 
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2. INTRODUÇÃO 
1) HISTÓRIA 
No início da computação, não havia o conceito de programa armazenado, isto 
é, que não existia um computador com vários programas e sim uma máquina que era 
projetada para executar uma determinada função. Com a necessidade de armazenar 
e executar programas em uma máquina foi feito o desenvolvimento uma arquitetura 
capaz de fazer o mesmo, que posteriormente seria conhecida como Arquitetura de 
Von Neumann. 
A arquitetura de Von Neumann foi concebida a partir de 1946 quando Jhon 
Von Neumann e sua equipe desenvolveram um novo projeto de “computador de 
programa armazenado”. Projetado pela IAS (Institute for Advanced Study) este 
computador foi largamente difundido, influenciando muitos projetos subsequentes de 
outras máquinas. 
2) O QUE É 
A Arquitetura de Von Neumann é uma arquitetura de computador que se 
caracteriza pela possibilidade de uma máquina digital armazenar seus programas no 
mesmo espaço de memória que os dados, podendo assim manipular tais 
programas. Esta arquitetura é um projeto modelo de um computador digital de 
programa armazenado que utiliza uma unidade de processamento (CPU) e uma de 
armazenamento (“memória”) para comportar, respectivamente, instruções e dados. 
3) A ARQUITETURA 
A máquina proposta por Von Neumann reúne os seguintes componentes: 
Uma memória; Uma unidade aritmética e lógica (ALU); Uma unidade central de 
processamento (CPU), composta por diversos registradores, e; 
uma Unidade de Controle, cuja função é a mesma da tabela de controle da Máquina 
de Turing universal: buscar um programa na memória, instrução por instrução, e 
executá-lo sobre os dados de entrada. 
 
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Abaixo, têm-se o diagrama mostrando a arquitetura de Von Neumann de forma 
simples. 
 
4) DIFICULDADES 
O Gargalo de Von Neumann 
Limitação da taxa de transferência entre a CPU e a memória em comparação 
com a quantidade de memória. Esta transferência é menor do que a taxa com que o 
processador consegue trabalhar e menor do que a quantidade de memória em geral 
disponível. Isto faz com que a CPU seja forçada a esperar por dados que precisam 
ser transferidos para ou a partir da memória. Gera desperdício de tempo (CPU em 
espera). 
 
 
 
 
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5) APLICAÇÕES 
Atualmente, as CPUs processam instruções sob controle de relógios cujos 
períodos típicos são da ordem de 1 nanosegundo. As memórias centrais têm tempos 
típicos de acesso da ordem da dezena de nanosegundos. As unidades de entrada e 
saída exibem tempos típicos extremamente variáveis, mas que são tipicamente 
muito superiores à escala do nanosegundo. Por exemplo, os discos rígidos exibem 
tempos da ordem dos milissegundos (milésimo de segundo). Outros dispositivos 
periféricos são inertes, a não ser que sejam ativados por utilizadores humanos: por 
exemplo, um teclado só envia informação para o computador após serem 
pressionada as devidas teclas. Assim, este dispositivo se comunica com a CPU 
eventualmente e, portanto, exibe tempos indeterminados. 
 
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3. CONCLUSÃO 
O modelo (ou arquitetura) de Von Neumann foi desenvolvido para ser um 
“computador de programa armazenado”, ou seja, ante não havia o conceito de 
programa armazenado, isto é, que não existia um computador com vários programas 
e sim uma máquina que era projetada para executar uma determinada função. Criado 
pela IAS (Institute for Advanced Study), este projeto foi amplamente difundido, 
criando muitos projetos subsequentes a outras máquinas. 
Alguns computadores ainda hoje utilizam a arquitetura antiga de processamento 
de instruções, como por exemplo, a calculadora de mesa. Que é feita somente para 
calcular números, não podendo instalar outro tipo de programa nela. 
Todavia, os computadores Desktops, Notebooks, Smartphones, TVs etc utilizam 
de arquiteturas derivadas a de Von Neumann, todos eles possuem um CPU, 
Memória e I/O, mas com algumas diferenças como a separação da memória RAM e 
a do HD, uma para carregar os programas em execução e outra para salvar os dados 
e os programas, além de trabalhar em frequências altíssimas comparadas a da 
época. 
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4. REFERENCIAS 
 
 
1. Arquitetura de VON NEUMANN de MANEIRA DESCOMPLICADA. Disponível 
em: https://www.youtube.com/watch?v=V5qE-u6jGo4. Acesso em: 
14/04/2020. 
 
2. A arquitetura de Von Neumann – Uma breve explicação sem complicação. 
Disponível em: ://medium.com/trainingcenter/a-arquitetura-de-von-
neumann-121489873fd4 . Acesso em: 14/04/2020. 
 
3. A-Arquitetura-de-computador-de-von-Neumann.pdf. Disponível em: 
http://www.esalq.usp.br/lepse/imgs/conteudo_thumb/A-Arquitetura-de-
computador-de-von-Neumann.pdf. Acesso em: 14/04/2020.