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Introdução à Cartografia Digital Arquitetura de computadores Arquitetura de computadores Referências Bibliográficas Tanenbaum, A.S. Structured Computer Organization. Nova Jersey – EUA: Pearson Prentice-Hall. 2006. 5ª ed. Arquitetura de computadores Alguns conceitos básicos sobre computadores Tanenbaum, A.S. Structured Computer Organization. Nova Jersey – EUA: Pearson Prentice-Hall. 2006. 5ª ed. “Um computador digital é uma máquina que pode resolver problemas para as pessoas quando segue as instruções dadas a ela.” “Uma sequencia de instruções que descrevem como desempenhar (realizar) uma determinada tarefa é chamada de um programa.” “Os circuitos eletrônicos de cada computador podem reconhecer e diretamente executar um conjunto limitado de instruções simples nas quais todos os programas devem ser convertidos antes de serem executados. Estas instruções básicas são raramente mais complexas do que: - Adicione dois números; - Verifique se um número é zero; - Copie uma parte dos dados de uma parte da memória do computador para outra.” “As instruções primitivas de um computador formam uma linguagem com a qual as pessoas podem se comunicar com a máquina, e por isso é chamada de linguagem de máquina.” Processadores Arquitetura de computadores Tanenbaum, A.S. Structured Computer Organization. Nova Jersey – EUA: Pearson Prentice-Hall. 2006. 5ª ed. A organização de um computador simples com uma CPU e dois periféricos de entrada e saída Organização de Sistemas Computacionais Arquitetura de computadores PROCESSADORES MEMÓRIA PRINCIPAL MEMÓRIA SECUNDÁRIA ENTRADA/SAÍDA Tanenbaum, A.S. Structured Computer Organization. Nova Jersey – EUA: Pearson Prentice-Hall. 2006. 5ª ed. Processadores Arquitetura de computadores Tanenbaum, A.S. Structured Computer Organization. Nova Jersey – EUA: Pearson Prentice-Hall. 2006. 5ª ed. A CPU – Unidade de Processamento Central – é o”cérebro” do computador. “Sua função é executar programas armazenados na memória principal. A execução de um programa é realizada quando a CPU captura as instruções, as examina, e então as executa uma a uma, em sequencia.” “Os componentes são conectados por um barramento, que é uma coleção de fios paralelos que transmitem endereços de memória, dados, e sinais de controle. Os barramentos podem ser externos à CPU, conectando-a à memória e aos periféricos de E/S, mas também, podem ser internos à CPU.” Processadores Arquitetura de computadores Tanenbaum, A.S. Structured Computer Organization. Nova Jersey – EUA: Pearson Prentice-Hall. 2006. 5ª ed. “A CPU executa cada instrução em uma série de passos. Superficialmente falando, os passos são: 1. Pegue a próxima instrução da memória e a coloque no registro de instrução (“instruction register”) 2. Mude o contador de programa para apontar a próxima instrução 3. Determine o tipo de instrução que acabou de ser capturada 4. Se a instrução usa uma palavra na memória, determine onde está esta palavra 5. Pegue a palavra, se necessário, e a coloque em um registro da CPU 6. Execute a instrução 7. Vá ao passo 1 e comece a executar a próxima instrução.” “Esta sequencia de passos é frequentemente chamada de fetch-decode-execute cycle.” “Fetch-decode-execute cycle é central para as operações de todos os computadores.” Memória Principal Arquitetura de computadores Tanenbaum, A.S. Structured Computer Organization. Nova Jersey – EUA: Pearson Prentice-Hall. 2006. 5ª ed. “A memória é aquela parte do computador onde os programas e dados são armazenados.” Diferentes tipos de RAM. A partir do alto: DIP, SIPP, SIMM 30 pin, SIMM 72 pin, DIMM (168-pin), DDR DIMM (184-pin) https://pt.wikipedia.org/wiki/M em%C3%B3ria_de_acesso_aleat% C3%B3rio#/media/Ficheiro:RAM_ n.jpg armazenamento digital BITS e BYTES 1 0 0 1 1 0 1 1 BIT BYTE Arquitetura de computadores Memória Principal binary digit Memória Principal Arquitetura de computadores Tanenbaum, A.S. Structured Computer Organization. Nova Jersey – EUA: Pearson Prentice-Hall. 2006. 5ª ed. ENDEREÇAMENTO DE MEMÓRIA “As memórias são conjuntos de células (ou localizações) cada uma podendo armazenar informação.” “Cada célula tem um número, chamado seu endereço, ao qual os programas podem fazer referência.” “Se a memória tem n células, elas podem ter endereços de 0 a n-1.” “Todas as células em uma memória tem o mesmo número de bits.” “A significância da célula é que é a menor unidade endereçável de memória.” “Nos recentes anos, quase todos os computadores industrializados estão padronizados com células de 8 bits, que é chamado de byte. Os bytes são agrupados em palavras.” “Um computador de 32 bits tem 4 bytes por palavra, enquanto que um computador de 64 bits tem 8 bytes por palavra.” Memória Principal Arquitetura de computadores Tanenbaum, A.S. Structured Computer Organization. Nova Jersey – EUA: Pearson Prentice-Hall. 2006. 5ª ed. ENDEREÇAMENTO DE MEMÓRIA Três maneiras de organizar uma memória de 96 bits Memória Principal Arquitetura de computadores ENDEREÇAMENTO DE MEMÓRIA Dois registradores internos: contém dado escrito em memória ou recebe dado lido da memória memory address register (MAR) especifica o próximo endereço para leitura ou escrita memory buffer register (MBR) https://en.wikipedia.org/wiki/Memory_address_register#:~:text=In%20a%20computer%2C%20the%20memory,that%20needs%20to%20be%20accessed. https://en.wikipedia.org/wiki/Memory_buffer_register Memória Principal Arquitetura de computadores Tanenbaum, A.S. Structured Computer Organization. Nova Jersey – EUA: Pearson Prentice-Hall. 2006. 5ª ed. MEMÓRIA CACHE “Historicamente, as CPUs são sempre mais rápidas que as memórias.” “Depois da CPU enviar uma requisição de memória, ela não receberá a palavra que precisa durante muitos ciclos de CPU.” “Quanto mais lenta a memória, mais ciclos a CPU tem que esperar.” “Existem técnicas computacionais que combinam uma pequena quantidade de memória rápida com uma grande quantidade de memória lenta para alcançar a velocidade da memória rápida (quase a velocidade) e a capacidade de grandes memórias a um preço moderado.” “A memória pequena e rápida é chamada de cache (do francês cacher, que significa escondida).” “A ideia básica por trás de uma cache é simples: as palavras da memórias usadas mais pesadamente são mantidas na cache. Quando a CPU precisa de uma palavra, primeiro procura na cache.” Memória Principal Arquitetura de computadores Tanenbaum, A.S. Structured Computer Organization. Nova Jersey – EUA: Pearson Prentice-Hall. 2006. 5ª ed. MEMÓRIA CACHE Localização lógica da memória cache. Memória Secundária Arquitetura de computadores Tanenbaum, A.S. Structured Computer Organization. Nova Jersey – EUA: Pearson Prentice-Hall. 2006. 5ª ed. Arquitetura de computadores Sistema operacional Tanenbaum, A.S. Structured Computer Organization. Nova Jersey – EUA: Pearson Prentice-Hall. 2006. 5ª ed. Arquitetura de computadores Dispositivos de entrada e saída de dados em Cartografia Digital impressoras mouse e outros dispositivos apontadores teclado video plotters location based mobile realidade aumentada touch screen comando de voz Arquitetura de computadores Dispositivos de entrada e saída de dados em Cartografia Digital Tanenbaum, A.S. Structured Computer Organization. Nova Jersey – EUA: Pearson Prentice-Hall. 2006. 5ª ed.
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