Arquitetura de computadores Livro

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ARQUITETURA DE COMPUTADORES
A Faculdade Multivix está presente de norte a sul do 
Estado do Espírito Santo, com unidades presenciais 
em Cachoeiro de Itapemirim, Cariacica, Castelo, 
Nova Venécia, São Mateus, Serra, Vila Velha e Vitória, 
e com a Educação a Distância presente 
em todo estado do Espírito Santo, e com 
polos distribuídos por todo o país. 
Desde 1999 atua no mercado capixaba, 
destacando-se pela oferta de cursos de 
graduação, técnico, pós-graduação e 
extensão, com qualidade nas quatro 
áreas do conhecimento: Agrárias, Exatas, 
Humanas e Saúde, sempre primando 
pela qualidade de seu ensino e pela 
formação de profissionais com consciência 
cidadã para o mercado de trabalho.
Atualmente, a Multivix está entre o seleto grupo de 
Instituições de Ensino Superior que 
possuem conceito de excelência junto ao 
Ministério da Educação (MEC). Das 2109 
instituições avaliadas no Brasil, apenas 
15% conquistaram notas 4 e 5, que são 
consideradas conceitos de excelência em 
ensino. Estes resultados acadêmicos 
colocam todas as unidades da Multivix 
entre as melhores do Estado do Espírito 
Santo e entre as 50 melhores do país.
 MISSÃO
Formar profissionais com consciência cidadã para o 
mercado de trabalho, com elevado padrão de quali-
dade, sempre mantendo a credibilidade, segurança 
e modernidade, visando à satisfação dos clientes e 
colaboradores.
 VISÃO
Ser uma Instituição de Ensino Superior reconhecida 
nacionalmente como referência em qualidade 
educacional.
R E I TO R
GRUPO
MULTIVIX
R E I
2
MULTIVIX EAD
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BIBLIOTECA MULTIVIX (Dados de publicação na fonte)
Professor Douglas Campos de Souza
Arquitetura de computadores / SOUZA, D.C. - Multivix, 2022
Catalogação: Biblioteca Central Multivix 
 2020 • Proibida a reprodução total ou parcial. Os infratores serão processados na forma da lei. 
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LISTA DE FIGURAS
 Sistema numérico 11
 Função E (AND): representação de circuito eletrônico com chaves 22
 Função E (AND): simbologia e tabela verdade 22
 Função OU (OR): representação DE circuito eletrônico com chaves 23
 Função OU (OR): simbologia e tabela verdade 23
 FUNÇÃO NÃO (NOT): Representação DE circuito eletrônico com chaves 24
 Função NÃO (NOT): simbologia e tabela verdade 24
 Estrutura genérica de um circuito sequencial 27
 Sistema-base de um computador 32
 Funções básicas de um sistema computacional 35
 Tipos de operações em um sistema computacional 36
 Modelo computacional de Von Neumann 38
 Modelo computacional de Harvard 39
 Características de algumas portas lógicas básicas 43
 Função OU EXCLUSIVA a partir de portas lógicas E (AND) e OU (OR) 44
 Circuito lógico formado por portas E / OU e sua função de saídas 45
 Estrutura de um computador 49
 Elementos de um processador (CPU) 51
 ULA – Modelo simplificado 52
 Barramentos do sistema 55
 Elementos de uma unidade de controle 57
 Modelo de uma Unidade de Controle de um processador 58
 Registrador de flags 62
 Tipos de barramentos de um sistema computacional 63
 Controladora de comunicação de dispositivos de entrada e saída (E/S) 66
 Ciclo de instrução em um processador 72
 Ciclo indireto de instrução 73
 Fluxo de dados na etapa de busca 81
 Tipos de transferência de dados de um barramento 82
 Transferência de dados: operação de leitura/escrita 83
 Transferência de dados em bloco 83
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 Hierarquia de memória 92
 Acesso e endereçamento de memória 94
 Estrutura interna de uma memória SRAM 98
 Memória cache em um sistema computacional 101
 Registrador de flags 106
 Processador com dois pipelines 111
 Processador com dois pipelines 112
 Formato de um banco de registradores 113
 Tipos de Arquiteturas de multiprocessadores 118
 Arquitetura do tipo SISD 119
 Arquitetura do tipo SIMD 119
 Arquitetura do tipo MISD 120
 Arquitetura do tipo MIMD 121
 Topologia de rede local do tipo estrela 123
 Tipos de estruturas baseadas na arquitetura MIMD 124
 Arquitetura UMA 125
 Arquitetura NUMA 126
LISTA DE QUADROS
 Tabela de conversão entre sistemas numéricos 16
 Tabela de conversão entre sistemas numéricos 17
 Formato das instruções de um processador 75
 Operação do pipeline em uma instrução 78
 Desvio condicional atuando na operação do pipeline em uma instrução 79
 Quadro 1 – Texto do recurso (atividade) 106
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1UNIDADE
SUMÁRIO
APRESENTAÇÃO DA DISCIPLINA 8
1. SISTEMAS NUMÉRICOS E A REPRESENTAÇÃO DA INFORMAÇÃO 10
INTRODUÇÃO DA UNIDADE 10
1.1 SISTEMAS NUMÉRICOS 10
1.2 ELEMENTOS BÁSICOS DE UM COMPUTADOR 18
2. ARQUITETURA VERSUS ORGANIZAÇÃO 31
INTRODUÇÃO DA UNIDADE 31
2.1 O COMPUTADOR COMO UMA MÁQUINA SEQUENCIAL 31
2.2 ESTRUTURA DE UM COMPUTADOR 40
3. OS COMPONENTES BÁSICOS DE UM COMPUTADOR 48
INTRODUÇÃO DA UNIDADE 48
3.1 OS COMPONENTES BÁSICOS DE UM COMPUTADOR 48
3.2 MECANISMOS DE INTERRUPÇÃO E DE EXCEÇÃO 62
4. CICLOS DE INSTRUÇÃO DE UM PROCESSADOR 71
INTRODUÇÃO 71
4.1 OS SUBCICLOS DE BUSCA (FETCH) 71
4.2 INTERCONEXÕES E BARRAMENTOS 80
5. HIERARQUIA DE MEMÓRIA 91
INTRODUÇÃO 91
5.1 ORGANIZAÇÃO DA MEMÓRIA 91
5.2 CLASSIFICAÇÃO DE MEMÓRIA 96
6. PARALELISMO, MICROCONTROLADORES E ARQUITETURAS PARALELAS
 110
INTRODUÇÃO DA UNIDADE 110
6.1 PROCESSADORES SUPERESCALARES E SUPERPIPELINE 110
6.2 MICROCONTROLADORES E MICROPROCESSADORES: QUAL A 
DIFERENÇA? 123
2UNIDADE
3UNIDADE
4UNIDADE
5UNIDADE
6UNIDADE
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ATENÇÃO 
PARA SABER
SAIBA MAIS
ONDE PESQUISAR
DICAS
LEITURA COMPLEMENTAR
GLOSSÁRIO
ATIVIDADES DE
APRENDIZAGEM
CURIOSIDADES
QUESTÕES
ÁUDIOSMÍDIAS
INTEGRADAS
ANOTAÇÕES
EXEMPLOS
CITAÇÕES
DOWNLOADS
ICONOGRAFIA
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APRESENTAÇÃO DA DISCIPLINA
A disciplina de Arquitetura de Computadores tem como objetivo o aprofun-
damento de estudos teóricos e práticos no assunto que diz respeito a esse ins-
trumento que transformou e transforma a sociedade nos últimos anos atra-
vés da evolução tecnológica. 
Você irá aprender sobre os conceitos básicos que envolvem um sistema com-
putacional, sistemas de numeração posicional, sistema decimal, binário e 
hexadecimal, tabelas de conversão, um breve histórico sobre a evolução dos 
computadores, compreender as funções e as operações básicas das portas 
lógicas. Também como construir a tabela verdade a partir das funções lógicas 
básicas, aprender sobre a simbologia e as expressões lógicas que represen-
tam essas funções, além de entender as definições e a importância dos circui-
tos combinacionais e sequenciais para a síntese de circuitos.
Abordaremos a diferença entre arquitetura e organização de computadores 
para entender as máquinas sequenciais e computacionais, os primeiros com-
putadores e a importância da álgebra booleana para a construção dos circui-
tos lógicos.
Você irá aprender sobre os componentes básicos de um computador e seu 
funcionamento, que será complementado na Unidade 4 com o assunto sobre 
como funciona um processador e seus componentes internos.
Apresentaremos o conceito de memórias de um computador, seus tipos, 
hierarquias e classificação e, por fim, na Unidade 6, você irá aprender sobre 
arquiteturas robustas usadas atualmente em sistemas computacionais mais 
avançados e de alto desempenho, como vistos em servidores, datacenters e 
computação em nuvem.
Enfim, esperamos que você possa usufruir do material da melhormaneira, 
que ele possa fomentar o desejo de conhecimentos de vocês e desejamos 
sucesso e bons estudos!
UNIDADE 1
OBJETIVO 
Ao final desta 
unidade, 
esperamos que 
possa:
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> Aprender sobre os 
principais sistemas 
numéricos (decimal, 
binário, hexadecimal) 
e realizar a conversão 
de base.
> Aprender os 
métodos para realizar 
a conversão de base.
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1. SISTEMAS NUMÉRICOS E A 
REPRESENTAÇÃO DA INFORMAÇÃO
INTRODUÇÃO DA UNIDADE
Nesta unidade, você irá aprender sobre os conceitos básicos necessários 
para amadurecer seus conhecimentos dentro do assunto de arquitetura de 
computadores, com aplicações práticas sobre eletrônica digital, conteúdo 
introdutório na figura das portas lógicas, que são os elementos que deram 
origem aos componentes computacionais utilizados hoje, como processa-
dores e microprocessadores.
De início, será apresentado sobre os sistemas numéricos, posicional, sistema 
decimal e sobre o sistema binário, que é interpretado pelos computadores. A 
partir desses conceitos, irá aprender sobre os sistemas derivados do binário: 
octal e hexadecimal. Será abordado também dentro da unidade os métodos 
de conversão de base e você irá entender como pensa e funciona um compu-
tador e verá através de um breve histórico, como essa máquina excepcional 
evoluiu com o passar dos anos junto à evolução da eletrônica e da computa-
ção. Bons estudos!
1.1 SISTEMAS NUMÉRICOS
Por muitos anos, o homem tentou representar a contagem por meio de sím-
bolos, como os primeiros sistemas numéricos que se tem notícia, criados pe-
los sumérios e egípcios, datados por volta de 3500 a. C (antes de Cristo). Esses 
sistemas numéricos atribuíam símbolos aos números e, após a representação 
por símbolos, veio a representação por letras, usada, inicialmente, por povos 
como gregos e hebraicos, que, posteriormente, daria origem ao conhecido 
sistema de algarismos romanos. 
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SISTEMA NUMÉRICO
Fonte: Deduca (2022).
#pratodosverem: a imagem representa um quadro de cor escura, com numerais arábicos e 
romanos escritos em branco.
1.1.1 NOTAÇÃO POSICIONAL 
Em meados do século V d.C. (depois de Cristo), foi inventado na Índia o sistema 
de numeração decimal, um sistema posicional que tem esse nome por ter a 
base 10 como referência. Esse é o modelo de numeração usado atualmente, 
que também é conhecido como o modelo indo-arábico, pelo fato de ter sido 
criado na Índia e ter sido disseminado na Europa, principalmente pelo trabalho 
de um árabe conhecido por Al-Khwarizmi. No modelo indo-arábico, os núme-
ros são representados pelos algarismos 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9, decorrentes do algo-
ritmo de Euclides, estudado na literatura da Teoria dos Números (MAIA, 2022).
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Sistema posicional é o sistema em que um mesmo 
número pode adotar valores diferentes, a depender 
da sua posição na representação numeral. No sistema 
decimal, cada posição, chamada de casa decimal, 
representa um determinado valor, chamados, por 
exemplo, de unidades, dezenas e centenas. Para saber 
mais, clique aqui.
O sistema de numeração decimal é considerado posicional pois a base da 
contagem é o número dez. Isso quer dizer que podemos realizar agrupamen-
tos de dez em dez. Os algarismos têm um determinado valor dependendo de 
onde eles estejam posicionados, obedecendo o que algumas literaturas cha-
mam de princípio posicional. O valor que o algarismo tem, no qual depen-
de da posição dele no numeral, é denominado de valor relativo, e seu valor 
próprio é denominado de valor absoluto. Cada grupo de dez unidades de 
uma determinada ordem é substituído por uma unidade da ordem superior, 
sendo esse processo considerado posicional, pois sua escrita é feita de forma 
sequencial e finita, tendo o seu valor dependendo da posição do algarismo 
nas representações numéricas.
Por exemplo: o número decimal 492, o valor posicional 
do algarismo 4 é igual a 400 unidades, o 9 representa 
90 unidades e o número 2 representa 2 unidades. Disso, 
podemos dizer que o número 492 = 400 + 90 + 2 = 4x 102 
+ 9x 101 + 2x 100. 
No nosso sistema de numeração, o valor do algarismo se obtém multiplican-
do esse determinado algarismo por uma potência de base
A representação acima é baseada em dois elementos: a base dez e o valor po-
sicional, onde dez unidades de uma ordem formam uma unidade da ordem 
superior. Por isso, o sistema de numeração decimal é formado pela classe das 
centenas, dezenas e unidades.
https://mundoeducacao.uol.com.br/matematica/sistema-numeracao.htm
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1.1.2 BASES DE SISTEMAS DE NUMERAÇÃO
Segundo Moraes (2020), outros sistemas de numeração computacional conhe-
cidos são o sistema octal e o sistema hexadecimal. No entanto, na prática, 
podemos considerá-los como representações especiais do sistema binário, já 
que suas bases são potências de 2 (8 = 23, e 16 = 24), respectivamente. O sistema 
hexadecimal é o sistema mais utilizado nos computadores, pois representam 
os números binários de uma forma mais compacta e são usados, por exem-
plo, para representar os endereços MAC dos computadores, conhecidos como 
endereços físicos, e representar também sistemas digitais e circuitos lógicos. 
Nas operações matemáticas em sistemas computacionais temos:
Sistema decimal 
é o mais utilizado e é representado pelos dez dígitos de 0 a 9.
Sistema binário 
é representado pelos dígitos 0 e 1.
Sistema octal 
é representado pelos dígitos 0,1,2,3,4,5,6,7 
Sistema hexadecimal
é representado pelos dígitos alfanuméricos 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9, A, B, C, D, F. 
A quantidade de dígitos disponíveis em um sistema de numeração é denomi-
nada de base (ou raiz) onde, no caso do sistema binário, por ser representado 
por dois dígitos, leva essa denominação.
A denominação de cada dígito em um sistema binário é conhecida como bit, 
sigla do inglês binary digit, e o conjunto de oito bits é denominado de byte. Já 
o sistema hexadecimal é conhecido como alfanumérico devido a sua repre-
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sentação ser feita por letras e algarismos, conforme descrito acima, onde os 
valores decimais 10,11,12,13,14 e 15 são representados nesse sistema de nume-
ração pelas letras A, B, C, D, E F, respectivamente. 
Por existir sistemas numéricos distintos e para diversas aplicações, existe tam-
bém a necessidade de conversão entre esses sistemas, para que possamos 
encontrar os valores equivalentes entre eles. Esse conceito é conhecido com 
conversão numérica. Com a conversão numérica, basicamente podemos fa-
zer a conversão de qualquer valor decimal em binário, octal ou hexadecimal 
ou, para ser mais específico, podemos fazer a conversão de um número de 
uma base em outra.
1.1.3 MÉTODOS DE CONVERSÃO DE BASE
A conversão de um número qualquer para a base decimal é feita através de 
um desenvolvimento polinomial, que consiste no somatório de cada algaris-
mo multiplicado pela base elevado ao índice, de acordo com a posição do 
algarismo no número. Como exemplo, vamos mostrar como converter o nú-
mero binário 1100 para a base decimal, seguindo a orientação acima sobre a 
representação polinomial.
O número binário 1100 = 1x 23 + 1x 22 + 0x 21 + 0x 20, onde cada bit é multiplicado 
pela base 2 elevado ao índica da sua posição. 20 = 1, que representa a casa da 
unidade 21 = 2, que representa a casa da dezena, e assim sucessivamente.Vol-
tando a representação polinomial acima, basta realizar os cálculos para obter 
o valor equivalente na base decimal: 
1x 23 + 1x 22 + 0x 21 + 0x 20 = 8 + 4 + 0 + 0 = 12
Assim, o número binário 1100 (que pode ser representado pela forma ) é equi-
valente ao número 12 na base decimal. Para fazermos a conversão inversa, 
quer dizer, encontrar o correspondente de um valor decimal em binário, ao 
invés de multiplicar, você precisa dividir o número decimal por 2 até o quo-
ciente máximo e separar os restos. Veja o exemplo abaixo de como é feita a 
conversão do número 4010(representação decimal do número) em binário:
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 40 / 2
Resto 0 20 / 2
Resto 0 10 / 2
Resto 0 5 / 2
Resto 1 2 / 2
Resto 0 1 
O valor do quociente dessa última operação, após sucessivas divisões pela 
base que pretende ser convertida, será o algarismo mais significativo do nú-
mero binário. Isso significa que ele ficará mais à esquerda do valor, e será se-
guido pela sequência de baixo para cima dos restos obtidos das divisões an-
teriores, até o valor encontrado no primeiro resto, no caso acima da divisão do 
número 40 por 2, obtendo quociente 20 e resto 0. Assim, partindo do valor 
do quociente da última operação de divisão até o valor do primeiro resto, en-
contraremos o número representado por 101000, que será a representação 
binária do número decimal 40.
A conversão de octal para decimal também é simples e sofrerá o processo de 
sucessivas divisões, agora com a base 8, até o quociente seja 0. Vamos fazer a 
conversão do número octal 508 (forma de representação de um número oc-
tal) em decimal. Veja a seguir:
50 = 5x 81 + 0x 80 = 40 + 0 = 4010
Para converter um número decimal para hexadecimal, basta dividir esse nú-
mero por 16 até o quociente máximo da operação, como no exemplo abaixo, 
para transformar 5010 em hexadecimal: 
50 / 16
Resto 2 3
Assim, o valor do quociente é o máximo valor e será o algarismo mais signifi-
cativo seguido do resto obtido. Assim, 5010 = 3216 e, para transformar o valor he-
xadecimal em binário, basta converter cada algarismo individualmente para o 
binário, representando cada algarismo com 4 bits. Assim, 3216 em binário seria:
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• transforme o número 3 em binário, representando-o por 4 bits: 
3 / 2
Resto 1 1
Agora o valor do quociente é o máximo valor e será o algarismo mais signifi-
cativo seguido do resto obtido. Assim, 32 = 0011 
• transforme o número 2 em binário, representando-o por 4 bits:
2 / 2
Resto 0 1
Assim, temos o valor do quociente, que é o valor máximo e será o algarismo 
mais significativo seguido do resto obtido. Assim, 210 = 0010. Então, para obter 
3216 em binário basta você juntar os valores obtidos de forma individual que 
ficará 001100102.
Agora que aprendemos a fazer as conversões entre bases numéricas diferen-
tes através da matemática, iremos apresentar uma forma direta de fazer essas 
conversões a partir de uma tabela padronizada, conforme tabela a seguir: 
TABELA DE CONVERSÃO ENTRE SISTEMAS NUMÉRICOS
27 26 25 24 23 22 21 20
128 64 32 16 8 4 2 1
Fonte: elaborado pelo autor (2022).
A tabela anterior é montada colocando na primeira linha os algarismos na 
base 2 na quantidade que você quiser, e na segunda linha você coloca o valor 
decimal correspondente ao cálculo do valor da primeira linha, como: 20 = 1, 21 
=2, 22 =4. Por exemplo: se um computador precisar converter o valor 22010 em 
binário (base 2), ele analisará quais os valores da Tabela 1 ele precisará somar 
para obter, no total, o valor 220. Nesse caso, ele irá somar os valores 128 + 64 + 
16 + 8 + 4. Então, ele irá colocar o valor “1” embaixo de cada valor decimal que 
irá somar. Nas posições dos valores que não serão somados, ele colocará “0”, 
conforme tabela a seguir:
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TABELA DE CONVERSÃO ENTRE SISTEMAS NUMÉRICOS
27 26 25 24 23 22 21 20
128 64 32 16 8 4 2 1
1 1 0 1 1 1 0 0
Fonte: elaborado pelo autor (2022).
Então, o valor 20010 em binário é igual a 1 1 0 1 1 1 0 0. Se você for converter esse 
valor para hexadecimal, basta pegar o valor binário e agrupar, da direita para 
a esquerda, em grupos de 4 bits.
1 1 0 1 1 1 0 0
Fazendo a conversão dos grupos um de cada vez, terá o valor hexadecimal 
igual a DC12. Para chegar a esse valor, basta colocar os dígitos binários de cada 
grupo na Tabela 2 e verá que a sequência 1 1 0 1 dará um total igual a 13, mas 
13 em hexadecimal é igual à letra D. Mesma coisa para a sequência 1 1 0 0, que 
dará um valor 12, mas 12 em hexadecimal é representado pela letra C.
Para finalizar, se quiser converter o valor binário 1 1 0 1 1 1 0 0 para octal, precisa 
separar os dígitos binários em grupos de 3, ficando na disposição a seguir:
1 1 0 1 1 1 0 0
Assim, basta substituir os valores na Tabela 2 cada grupo por vez, no sentido 
da direita para a esquerda da tabela, e terá o valor em octal, obtendo:
112= 310
0112 = 310
1002 = 410 
O valor será de 3348.
Com essa tabela, será possível fazer qualquer conversão que você precisar, 
bastando apenas aumentar o número de bits na linha da tabela referente aos 
valores exponenciais.
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Foi com base nesses conceitos de representação 
numérica combinados com letras, formando 
representações alfanuméricas, que a indústria de 
computadores criou um padrão binário de codificação 
de caracteres para a troca de informações entre 
sistemas computacionais. 
1.2 ELEMENTOS BÁSICOS DE UM COMPUTADOR
Um computador é um dispositivo que tem a capacidade de executar instruções 
pré-definidas pelo homem a fim de obter algum resultado, onde essa sequên-
cia de instruções é conhecida como algoritmo. Podemos ter vários algoritmos 
que, no conjunto, constituem o que conhecemos como software. O software é 
a parte lógica de um computador enquanto o hardware é a parte física.
1.2.1 CONCEITO DE PORTAS LÓGICAS
Segundo Paixão (2014), os computadores podem ser classificados em analó-
gicos e digitais, onde os computadores analógicos, os primeiros computado-
res surgidos no período conhecido como Geração Zero, realizam suas tare-
fas baseados em quantidades, onde representam o funcionamento de um 
sistema real através de grandezas físicas. Já um computador digital, utiliza-
do hoje em dia, resolve problemas através de operações utilizando cálculos e 
possuem pouca intervenção humana na realização das instruções. Com isso, 
os computadores digitais foram muito importantes no progresso e evolução 
dos sistemas de computadores.
Em um breve histórico, com o surgimento dos computadores, foi possível 
classificá-los em gerações, de acordo com as tecnologias utilizadas. 
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Geração Zero: foi o período do surgimento 
dos computadores analógicos, formados por 
componentes mecânicos e eletromecânicos, 
como a Máquina de Babbage (1791 – 1871), conforme 
figura a seguir, criada por Charles Babbage para 
corrigir erros em cálculos manuais.
Máquina de Babbage (1791 – 1871)
Fonte: WikiMediaCommons (2022).
#pratodosverem: foto da máquina de Babbage entre os anos de 1791 a 1871.
Primeira Geração: iniciou-se no período da 
Segunda Guerra Mundial, claramente com 
objetivos científico-militares, marca o início da 
computação moderna, com a substituição dos 
componentes mecânicos, característicos dos 
computadores analógicos, por, incialmente, 
relés e capacitores e, posteriormente, por 
válvulas. Essas mudanças permitiram o 
surgimento dos primeiros computadores 
digitais,como foi o caso dos computadores 
ENIAC e MARK I, criados na década de 
1940 e até hoje considerados os primeiros 
computadores eletrônicos. A Figura 2 mostra 
a figura do ENIAC em desenvolvimento no 
Ballistic Research Laboratory, localizado na 
Filadélfia, estado da Pensilvânia. 
Eniac
Fonte: WikiMediaCommons (2022).
#pratodosverem: uma foto preta e branca, de uma sala apresentando como era o computador 
ENIAC, que ocupava todo o espaço.
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ARQUITETURA DE COMPUTADORES
Segunda Geração: as válvulas foram 
substituídas pelos transistores, componentes 
eletrônicos desenvolvidos em 1948 pelos 
Laboratórios Bell Telephones, que viriam 
a ser o principal componente usado na 
construção dos novos computadores. Com 
os transistores, os computadores tiveram o 
seu tamanho reduzido de forma considerável 
e um obteve aumento na capacidade de 
armazenamento. 
Transistores
Fonte: Freepik (2022).
#pratodosverem: na foto, há vários transistores.
Terceira Geração: surgem os circuitos 
integrados, ou simplesmente CI, que tem a 
função de vários transistores encapsulados 
em formatos modulares e em miniaturas, 
denominados de chips. Por fim e finalizando o 
breve histórico, surgiu em meados da década 
de 1970 os microprocessadores, dando 
início a Quarta Geração dos computadores. 
Microprocessador
Fonte: Freepik (2022).
#pratodosverem: na foto, temos os circuitos de um microprocessador.
Quarta Geração: os microprocessadores 
representam a evolução dos circuitos 
integrados, agora munidos das evoluções 
tecnológicas como a miniaturização dos 
componentes eletrônicos e a integração 
em larga escala desses circuitos. Os 
microprocessadores passaram a concentrar 
em um único chip os componentes básicos 
de um computador, como a Unidade 
Central de Processamento, a memória e 
os dispositivos de entrada e saída. 
Macintosh 128K (1984 – 1985)
Fonte: WikiMediaCommons (2022).
#pratodosverem: na foto, temos um computador exemplo da Quarta Geração, desenvolvido 
na década de 80.
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Estamos vivendo a Quinta e Sexta gerações dos computadores, onde as 
principais características são a computação distribuída, computação em nu-
vem (Cloud Computing) e computação em rede.
Um computador é constituído de elementos eletrônicos como resistores, ca-
pacitores e transistores, onde os transistores são responsáveis por armazenar 
sinais binários e realizar operações lógicas com esses sinais. A integração des-
ses elementos eletrônicos forma circuitos denominados de circuitos digitais, 
que são construídos por elementos que manipulam sinais digitais, ou dígitos 
binários, denominados de portas lógicas.
Semicondutores são componentes eletrônicos 
que possuem condutividade elétrica intermediária 
entre materiais que são bons condutores elétricos 
e os materiais isolantes, que são materiais que não 
conduzem bem a eletricidade.
A arquitetura de um computador depende do seu 
projeto lógico, enquanto a sua implementação depende 
da tecnologia disponível.
Gerações de computadores.
1.2.2 IMPLEMENTAÇÃO DA TABELA VERDADE
As funções lógicas básicas de um sistema digital são:
• Função E (AND)
Essa função executa a multiplicação de dois ou mais operandos binários sim-
ples, no caso 0 e 1, permitindo como resultado após a avaliação que, se o pri-
meiro operando for igual a 1 e o segundo também for igual a 1, a resposta 
será 1; caso contrário, o resultado será sempre 0, conforme analogia feita nas 
ilustrações a seguir:
https://www.ime.usp.br/~macmulti/historico/histcomp1_12.html#:~:text=Os%20computadores%20de%20primeira%20gera%C3%A7%C3%A3o,de%20liga%C3%A7%C3%A3o%20por%20circuitos%20impressos
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FUNÇÃO E (AND): REPRESENTAÇÃO DE CIRCUITO ELETRÔNICO COM CHAVES
Fonte: elaborada pelo autor (2022).
#pratodosverem: na ilustração, temos a demonstração do uso da função “E”, chave A e chave 
B aberto, até o sistema operando a lâmpada, com as situações possíveis: chave aberta = 0, 
chave fechada = 1, lâmpada apagada = 0, lâmpada acesa = 1.
FUNÇÃO E (AND): SIMBOLOGIA E TABELA VERDADE
Fonte: elaborada pelo autor (2022).
#pratodosverem: na ilustração, temos a demonstração do uso da função “E” (AND), chave A 
e B até a saída do circuito S, e ao lado a tabela verdade com as possibilidades.
De acordo com a figura anterior, podemos ver que, em uma função E (AND), a 
saída S do circuito estará ativa (1), apenas e unicamente quando ambas as en-
tradas A e B estiverem ativas, ou seja, com sinal elétrico. A partir desse pensa-
mento é montada a tabela verdade dessa função. Se alguma entrada estiver 
em nível baixo 0, sem sinal elétrico, a saída permanecerá também em nível 
baixo. Podemos representar esse cenário na prática através de um circuito 
elétrico para acender uma lâmpada, conforme Figura 1, com duas chaves (in-
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terruptores) em série. A lâmpada só acenderá (1) se as duas chaves estiverem 
fechadas (1); se alguma chave estiver aberta, ou ambas (0), a lâmpada não irá 
acender (0).
• Função OU (OR)
Uma outra função lógica é a função OU (OR) que, ao contrário da função AND, 
só assume valor 0 quando todas as entradas estão sem nível lógico baixo (0), 
conforme figuras a seguir:
FUNÇÃO OU (OR): REPRESENTAÇÃO DE CIRCUITO ELETRÔNICO COM CHAVES
Fonte: elaborada pelo autor (2022).
#pratodosverem: na ilustração, temos a demonstração do uso da função “OU”, chave A e 
chave B, até o sistema operando a lâmpada, com as situações possíveis: chave aberta = 0, 
chave fechada = 1, lâmpada apagada = 0, lâmpada acesa = 1.
FUNÇÃO OU (OR): SIMBOLOGIA E TABELA VERDADE
Fonte: elaborada pelo autor (2022).
#pratodosverem: na ilustração, temos a demonstração do uso da função “OU” (OR), chave A 
e B até a saída do circuito S, e ao lado a tabela verdade com as possibilidades.
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Na analogia de um circuito elétrico representada na Figura 3, se qualquer chave 
estiver fechada (1) ou as duas chaves estiverem fechadas (1) ao mesmo tempo, a 
lâmpada irá acender (1). A lâmpada só não irá acender (0) se as duas chaves es-
tiverem abertas (0). Na tabela verdade de uma função OU, conforme ilustrado 
na Figura 4, só terá saída S zero (0), se as duas chaves tiverem abertas (0). 
• Função NÃO (NOT)
Essa função executa o complemento ou a negação de dois ou mais operan-
dos binários: se um operando estiver em 0, o resultado da função será seu 
complemento que, no caso, será 1; agora se o operando estiver em 1, o resulta-
do da função será 0, conforme a analogia de um circuito elétrico para acender 
uma lâmpada ilustrado nas figuras a seguir:
FUNÇÃO NÃO (NOT): REPRESENTAÇÃO DE CIRCUITO ELETRÔNICO COM CHAVES 
Fonte: elaborada pelo autor (2022).
#pratodosverem: Na ilustração, temos a demonstração do uso da função “NÃO”. Ao lado 
esquerdo temos um circuito chave aberta, e do lado direito temos um circuito de chave 
fechada, com as situações possíveis: chave aberta = 0, chave fechada = 1, lâmpada apagada 
= 0, lâmpada acesa = 1.
FUNÇÃO NÃO (NOT): SIMBOLOGIA E TABELA VERDADE
Fonte: elaborada pelo autor (2022).
#pratodosverem: na ilustração, temos a demonstração do uso da função “NÃO” (NOT), chave 
A até a saída do circuito S, e ao lado a tabela verdade com as possibilidades.
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Na Figura 5, quando a chave estiver aberta (0), a lâmpada irá acender (1), pois 
a corrente elétrica irá fluir pelos fios da fonte até a lâmpada.Agora, quando a 
chave estiver fechada, situação representada na Figura 6, a lâmpada não irá 
acender (0), pois ocorre no circuito uma situação chamada de curto-circuito 
que faz com que a corrente elétrica passe por essa chave fechada devido à 
baixa resistência. A Tabela verdade da função é apresentada a seguir:
Função NAND
A função NAND é formada pela função AND 
com a função NOT, ou seja, a saída de uma 
função AND é invertida.
Função NAND
Fonte: elaborada pelo autor (2022)
#pratodosverem: na ilustração, temos a demonstração do uso da função “NAND”, chave A e 
B com a saída até o circuito S.
Função NOU
A função NOU é formada pela função OU com a 
função NOT, ou seja, a saída de uma função OU 
é invertida.
Função NOU
Fonte: elaborada pelo autor (2022)
#pratodosverem: na ilustração, temos a demonstração do uso da função “NOU”, chave A e B 
com a saída até o circuito S.
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Função XOR (OU Exclusivo)
A função OU Exclusivo só oferece resultado 
1 na saída quando os operandos de entrada 
forem diferentes entre si. Caso contrário, se 
os operandos forem iguais, gera resultado 0.
Função XOR
Fonte: elaborada pelo autor (2022).
#pratodosverem: na ilustração, temos a demonstração do uso da função “XOR”, chave A e B 
com a saída até circuito S.
1.2.3 SÍNTESE DE CIRCUITOS 
E EXPRESSÕES LÓGICAS
A síntese de circuitos é um conceito que abrange os circuitos digitais e os 
circuitos analógicos, tendo uma maior aplicação em sistemas digitais devi-
do aos avanços da eletrônica nos últimos anos e o uso de ferramentas mais 
eficientes. O uso da síntese de circuitos visa à otimização de expressões lógi-
cas e, consequentemente, a integração a partir de circuito básicos como os 
que implementam as funções E, OU e NÃO. Quaisquer portas lógicas podem 
ser construídas a partir de portas básicas dessas funções através de circuitos 
combinacionais e circuitos sequenciais.
Circuitos combinacionais são circuitos lógicos, cujas saídas dependem úni-
ca e exclusivamente da configuração das variáveis de entrada, em termos dos 
seus estados lógicos, ou seja, das variáveis que são falsas ou verdadeiras em 
determinado instante, independentemente do estado anterior das saídas, e 
não precisam de nenhum tipo de memória. Ao estabelecer relações entre as 
variáveis de um circuito e a equação lógica que a representa, existe a necessi-
dade de técnicas especiais que devem ser aplicadas, como Teorema de Mor-
gan ou Mapa de Karnaugh, para simplificar as equações e circuitos lógicos. 
A seguir, veja a lista que mostra as expressões lógicas que representam as 
funções lógicas básicas:
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Função E (AND):
possui expressão logica descrita como S = A.B, onde S é a saída e A, B 
são as entradas do circuito
Função OU (OR):
possui a seguinte equação representativa: S = A + B
Função NÃO (NOT):
é uma função inversora, que muda o valor lógico de acordo com a 
entrada; possui a equação S = A (lê-se A barrado)
Circuitos sequenciais são circuitos lógicos com memória, o que significa 
que são circuitos nos quais as saídas dependem não só das entradas atuais, 
mas também das entradas anteriores, pois, agora, as entradas e as saídas dos 
circuitos passam a ser conectadas. Com as memórias instaladas, os circuitos 
passam a ter uma aplicação extra, que é a capacidade de armazenar informa-
ções binárias. Na prática, um circuito combinacional tem aplicação mesmo 
sem nenhuma função de memória. A Figura 7 ilustra a estrutura de um cir-
cuito sequencial genérico:
ESTRUTURA GENÉRICA DE UM CIRCUITO SEQUENCIAL
Fonte: elaborada pelo autor (2022).
#pratodosverem: na ilustração, temos uma estrutura genérica de um circuito sequencial, 
com as entradas externas, partes lógicas, elementos de memória, saídas combinacionais e 
saídas com memória.
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Percebe-se que temos uma maneira mais fácil de ver um circuito sequencial, 
onde os valores atuais da saída dependem do estado atual das entradas externas.
Segundo Delgado e Ribeiro (2017), a forma mais simples de implementar um 
circuito sequencial é através de um flip-flop que, entre outras propriedades, 
duas são comuns a todos os tipos:
• São dispositivos biestáveis, isso quer dizer que possuem dois estados estáveis 
e que permanecem nesse estado até que haja uma nova mudança solicitada.
• Possuem duas saídas com valores complementares uma da outra. 
Geralmente são identificadas como Q e Q.
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CONCLUSÃO
Nesta unidade, aprendemos sobre os conceitos básicos que envolvem um sis-
tema computacional, aprendemos sobre os sistemas de numeração binária, 
octal, hexadecimal, uso de tabelas de conversão e como se realiza a conversão 
matemática entre esses sistemas. Também compreendemos das funções bá-
sicas em um sistema computacional até os conceitos de microprocessadores, 
circuito combinacionais e sequenciais.
Entendemos como a evolução da eletrônica e da computação contribuiu 
para a base computacional, através de um breve históricos sobre a evolução 
a partir dos computadores analógicos, iniciando por computadores digitais a 
base de válvulas, relés e transistores, passando pelo surgimento dos chips, e 
chegando até os modelos digitais usados atualmente.
UNIDADE 2
OBJETIVO 
Ao final desta 
unidade, 
esperamos que 
possa:
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> Aprender a diferença 
entre arquitetura e 
organização de um 
computador e a evolução 
desde os computadores 
analógicos até os 
computadores atuais. 
> Aprender os conceitos e 
aplicações sobre as portas 
lógicas, circuitos lógicos e 
álgebra de Boole.
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2. ARQUITETURA VERSUS 
ORGANIZAÇÃO
INTRODUÇÃO DA UNIDADE
Na unidade de Arquitetura versus Organização de Computadores, você irá 
aprender sobre os conceitos básicos que envolvem um sistema computacio-
nal, compreender as funções e as operações básicas entre hardware e softwa-
re, o conceito sobre as instruções de computadores, a apresentação dos mo-
delos de arquiteturas computacionais desenvolvidos no decorrer dos anos, 
a lógica computacional envolvida com a eletrônica digital, as funções e uma 
visão geral sobre arquitetura de computadores.
O conteúdo apresentará como a evolução da eletrônica e da computação 
contribuiu para a base computacional alcançada nos dias atuais, a importân-
cia dos conceitos-base para o amadurecimento progressivo do conhecimen-
to e como essa evolução afeta os sistemas computacionais e de Telecomuni-
cações de maneira geral e prioritária.
2.1 O COMPUTADOR COMO UMA MÁQUINA 
SEQUENCIAL
Segundo Monteiro (2022) um computador é uma máquina capaz de coletar, 
manipular e fornecer os resultados da manipulação de informações para um 
ou mais objetivos. Com toda a evolução da eletrônica digital e dos materiais 
semicondutores, ocorrida nas últimas décadas, que afetaram diretamente a 
indústria da computação, seja com o surgimento dos microcomputadores, 
seja com a nanotecnologia, os computadores de hoje ainda são desenvolvi-
dos a partir do conceito inicial dos primeiros computadores.
2.1.1 ARQUITETURA E ORGANIZAÇÃO
O conceito inicial sobre computador como sendo uma máquina sequencial, 
parte da premissa de que um computador possui uma:
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• Unidade Central de Processamento (CPU): 
querecebe as informações a partir de dispositivos de entrada, processa 
por meio de uma aplicação (software).
• Software:
fica armazenada em uma memória e retorna os dados como 
resultados, enviando por meio de dispositivos de saída.
A seguir, veja como funciona o diagrama de blocos da Figura a seguir:
SISTEMA-BASE DE UM COMPUTADOR
Fonte: elaborada pelo autor (2022).
#pratodosverem: a ilustração representa um esquema do sistema-base de um computador, 
composto por: dispositivo de entrada, memória, unidade central de processamento e 
dispositivo de saída, com informações de entrada e dados de saída.
Conforme descrito na Figura anterior, a Unidade Central de processamento é 
a unidade que deve ser capaz de realizar as operações de leitura e escrita na 
memória e de executar instruções e operações lógicas matemáticas recebi-
das por meio do dispositivo de entrada.
Convido você a assistir ao vídeo intitulado “CPU ou 
Unidade Central de Processamento” para reforçar 
os conhecimentos teóricos. Clique aqui. 
https://www.youtube.com/watch?v=gc0tuwJz-7E
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Os dispositivos de entrada e saída (E/S) são dispositivos internos da arquitetu-
ra computacional que têm a função de transferência de dados entre a CPU e 
os demais dispositivos, por meio dos barramentos de comunicação de dados 
(PAIXÃO, 2014).
Outra definição primordial para os conceitos introdutórios é sobre a diferença 
entre hardware e software, em que hardware é o conjunto de todos os dispo-
sitivos eletrônicos que compreendem a própria CPU, a memória e os disposi-
tivos de entrada e saída. Já o software, ao contrário, é a parte lógica do sistema 
computacional, constituído pelos algoritmos (conjunto de instruções que são 
seguidas pela CPU), que resultam na representação dos programas de com-
putadores. Uma instrução realizada por software pode ser implementada via 
hardware e uma operação realizada por hardware pode, na prática, ser simu-
lada por software (PATTERSON, HENNESSY, 2017). As funções básicas de um 
sistema computacional e sua arquitetura são:
• Processamento de dados:
todo processamento é realizado pela unidade central de 
processamento do computador.
• Armazenamento de dados:
na prática, essa é função da memória do sistema que além de 
armazenar os dados também armazena o endereçamento onde 
os dados serão alocados de forma temporária para execução, se 
comunicando com a Unidade Central de Processamento através dos 
barramentos.
• Transferência de dados:
processo de troca de informações entre a unidade central de 
processamento e os dispositivos de entrada e saída (E/S) do sistema 
computacional. 
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• Controle de dados: 
função de responsabilidade da unidade central de processamento, 
mas especificamente da unidade de controle. A unidade de controle 
deve ser capaz de controlar as outras três funções citadas acima.
Arquitetura, por definição, é um conjunto de recursos observados e usados 
pelo desenvolvedor do sistema, como os registradores (tipo de memória), os 
dados manipulados pelas instruções (códigos, formato), a organização da me-
mória principal, os modos de endereçamento, entre outros (MAIA, 2013). Esse 
conceito lida com o layout, a estrutura dos computadores, os dispositivos de 
armazenamento e os dispositivos de redes. Já a organização está relacionada 
às unidades operacionais e suas interconexões que realizam as especifica-
ções da arquitetura. É como as partes de um sistema de computação irão se 
interligar e executar as ações para o funcionamento. 
Assista a videoaula para reforçar os conhecimentos 
teóricos sobre periféricos de entrada e saída (E/S) de 
dados. Clique aqui.
Para uma arquitetura, podem existir inúmeras organizações, em que cada or-
ganização oferece uma solução diferente em termos de desempenho, custo/
benefício, robustez tecnológica etc. Uma aplicação prática para esse exemplo 
é a evolução dos processadores, dispositivos que representam as CPU’s, no 
decorrer dos últimos anos.
A organização de um sistema computacional 
explica como um computador funciona, fornece 
estruturas entre as partes do sistema, lida com o 
projeto da eletrônica digital (conhecida também 
como programação de baixo nível) e o desempenho 
do sistema.
https://www.youtube.com/watch?v=xqIPFxfR9gc
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2.1.2 A MÁQUINA DE USO GERAL
Para que essas funções possam ser executadas, um computador precisa se-
guir um conjunto de instruções por meio de um programa computacional, ba-
seado em algoritmos, que terão seus dados armazenados em uma memória.
A linguagem que é interpretada pelo hardware é conhecida como lingua-
gem baixo nível, uma representação mais próxima dos sistemas binários e 
hexadecimais que norteiam os computadores. Cada avanço ou mudança na 
instrução representa, na prática, a alteração ou mudança de um endereço na 
memória, conforme mostrado na Figura a seguir:
FUNÇÕES BÁSICAS DE UM SISTEMA COMPUTACIONAL
Fonte: elaborada pelo autor (2022).
#pratodosverem: a ilustração representa um esquema das funções básicas de um sistema 
computacional, com informações de entrada e dados de saída, dispositivo de entrada, 
unidade central de processamento, dispositivo de saída, posição de memória 1 em uso e 
memória.
Conforme descrito na Figura anterior, o sistema de uma máquina de uso ge-
ral, recebe as informações por meio do dispositivo de entrada, a CPU realiza 
a instrução do código, armazena o resultado na posição de memória 1 e, por 
meio dos barramentos, transfere os dados do resultado do processo para o 
dispositivo de saída. Todas essas trocas de informações são controladas por 
uma unidade de controle localizada na unidade central de processamento 
(STALLINGS, 2010).
Um computador deve ter a capacidade de processar dados e esses, por outro 
lado, podem ser muito grandes em quantidade e volume, de vários tipos e 
de requisitos amplos para processamento. Por isso, é essencial que um com-
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putador possa ter a capacidade de armazenamento de dados temporários 
e permanentes para subsequente modificação e recuperação. Outra função 
básica é de ser capaz de realizar a transferência de dados, tanto internamente 
quanto para periféricos externos e, por final, ter a capacidade de controlar es-
sas funções. Dentro de um sistema de controle computacional, uma unidade 
central de processamento pode controlar quatro tipos de operações possí-
veis, conforme Figura a seguir:
TIPOS DE OPERAÇÕES EM UM SISTEMA COMPUTACIONAL
 
Fonte: adaptado de Stallings (2010, p. 9)
#pratodosverem: a imagem representa um esquema com os tipos de operações em um 
sistema computacional, com a indicação da operação 1, 2, 3 e 4, transferência, controle, 
processamento e memória.
A Figura anterior mostra as operações possíveis dentro de um sistema com-
putacional sob a responsabilidade da CPU. Vemos que, na Operação I, o com-
putador opera apenas com um dispositivo de transferência de dados; já na 
Operação II, temos uma clara operação de armazenamento de dados, em 
que os dados são transferidos diretamente do dispositivo para a memória; 
o Processo III e o Processo IV já envolvem processamento de dados, pois, na 
Operação III, ocorre armazenamento na memória e, na Operação IV, há trans-
ferência direta de dados entre a memória e o dispositivo.
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Hoje possuímos processadores com vários 
núcleos, que executam milhares de instruções 
por segundo, que podem implementar um 
sistema computacionalcom processamento 
descentralizado, que é o que ocorre hoje em dia 
em grandes Data Centers, com alto volume de 
processamento de dados (Big Data) e sistemas 
baseados em computação nas nuvens (Cloud 
Computer) (PATTERSON; HENNESSY, 2017).
2.1.3 MÁQUINA DE VON NEUMANN
Em resumo, um sistema computacional tem como objetivo processar infor-
mações recebidas e convertê-las em dados e entregar a um determinado dis-
positivo que esteja conectado ao sistema por meio dos periféricos de entrada 
e saída.
Quando esse processo é realizado a longa distância, 
quando esse dispositivo está remoto ao sistema 
computacional, dizemos que ocorre um processo 
conhecido como comunicação de dados (PAIXÃO, 
2014).
Baseado nos conceitos introdutórios de arquitetura e organização de compu-
tadores digitais, o modelo de computador proposto pelo matemático John 
Von Neumann, em 1946, ficou conhecido com IAS, nome herdado do Insti-
tuto de Estudos Avançados, e tinha a característica de possibilitar o compar-
tilhamento do armazenamento da memória entre os programas e os dados. 
Em outras palavras, o sistema computacional era composto por apenas uma 
memória principal. Como mostrado na Figura a seguir, o modelo proposto 
por Von Neumann consiste em uma memória principal compartilhada que 
armazena dados e instruções, uma Unidade Lógica Aritmética (ULA), uma 
unidade de controle e os dispositivos de entrada e saída.
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MODELO COMPUTACIONAL DE VON NEUMANN
Fonte: elaborada pelo autor (2022).
#pratodosverem: a imagem representa um esquema com o modelo computacional de Von 
Neumann, com indicação da memória compartilhada, o endereçamento, os dados e as 
instruções, a unidade de controle, ULA e os dispositivos de entrada e saída.
De acordo com a Figura anterior, no modelo proposto por Von Neumann, a 
ULA (Unidade Lógica Aritmética) tem a função de controlar os dispositivos 
de entrada e saída e se comunicar com a unidade de controle, que, por sua 
vez, controla o endereçamento junto à memória principal compartilhada. A 
ULA também realiza o processamento das instruções e dos dados junto à 
memória principal. Esse modelo, como consequência, possui um gargalo no 
desempenho devido ao alto tráfego de informações entre a unidade de pro-
cessamento e a memória. Como uma possível solução para esse problema, 
obviamente, diminui-se o tráfego de informações, mantendo informações na 
CPU, e diminui-se o tamanho das informações digitais transferidas. 
Assista a videoaula para reforçar os conhecimentos 
sobre arquitetura de Von Neumann de forma 
simples e direta. Clique aqui.
Já o modelo de arquitetura de Harvard está baseado em um conceito mais 
atualizado, tendo em vista a necessidade de otimizar a CPU (Unidade Cen-
https://www.youtube.com/watch?v=tZ5W2LpdcEw
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tral de processamento). Diferentemente do modelo de Von Neumann, essa 
arquitetura possui duas memórias distintas e separadas, tanto em ligação de 
barramentos quanto na interligação com a CPU. Apresenta vantagens no de-
sempenho por ser possível a realização de buscas simultâneas de instruções 
e operações, mitigando conflitos internos por endereços de memórias, e por 
apresentar a separação entre os barramentos de dados das memórias, con-
forme Figura a seguir.
MODELO COMPUTACIONAL DE HARVARD
Fonte: elaborada pelo autor (2022).
#pratodosverem: a imagem representa um esquema com o modelo computacional de 
Harvard, com as indicações de memória de instruções, memória de dados, instruções, 
endereçamento, dados, unidade de controle, ULA e dispositivos de entrada e de saída.
Conforme descrito na Figura anterior, neste modelo, proposto por Harvard, há 
duas memórias independentes para armazenamento das instruções e dos 
dados, ambos também com barramentos individuais e específicos, implican-
do o ganho de desempenho, tendo em vista que não haverá compartilha-
mento do meio de comunicação. Outra vantagem é o fato de a CPU executar 
instruções simultâneas, já que poderá buscar uma próxima enquanto execu-
ta uma determinada instrução na memória. Essa evolução na implantação de 
memórias separadas e barramentos independentes viriam a contribuir com 
o desenvolvimento de sistemas computacionais mais robustos e complexos.
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2.2 ESTRUTURA DE UM COMPUTADOR
Como aprendemos, os componentes básicos de uma arquitetura computa-
cional digital devem desempenhar as funções de processamento, controle, 
armazenamento e transferência. Para que isso aconteça na prática, fazem-se 
necessários apenas dois tipos de componentes: as portas lógicas e as célu-
las de memórias.
2.2.1 AS PORTAS LÓGICAS
A definição para portas lógicas é dada como um componente eletrônico que 
tem a capacidade de implementar uma função lógica (ou booleana), contro-
lando o fluxo de dados binários (digitais) nas suas entradas.
A função booleana (ou Álgebra de Boole) foi 
desenvolvida pelo filósofo e matemático francês 
George Boole e é baseada na lógica das variáveis 
binárias (0 e 1). Essa lógica foi a precursora dos 
sistemas computacionais digitais que conhecemos 
hoje (DELGADO; RIBEIRO, 2017).
Essas portas lógicas foram responsáveis pelo desenvolvimento das microar-
quiteturas que temos hoje em sistemas computacionais mais robustos, junto 
com o avanço tecnológico da microeletrônica. Microcontroladores, micropro-
cessadores, todos esses são dispositivos que compõem, na prática, microar-
quiteturas de sistemas computacionais.
Conforme já mencionado na unidade, computadores executam um progra-
ma em diferentes níveis de abstração, transformam descrições em códigos 
executáveis utilizando diversas linguagens e seguem os processos abaixo de 
compilação e interpretação para finalizarem a comunicação ou transferên-
cias de dados. A linguagem de máquina é responsável por realizar a compila-
ção das informações binárias geradas pelos circuitos eletrônicos, como trocas 
elétricas geradas no armazenamento de informações nas memórias, proces-
so de endereçamento e de instruções realizado pela unidade de controle e o 
envio e recebimento de dados trocados entre a unidade lógica aritméticas e 
os dispositivos de entrada e saída (E/S). Já o processo de interpretação é mais 
lento, linha por linha, que tem mais a função de controle, gerenciamento, do 
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que propriamente dito converter uma linguagem de máquina (baixo nível) 
em uma linguagem de alto nível, que será interpretada pelo programador ou 
usuário do sistema computacional.
A maneira mais prática de entendermos o funcionamento de qualquer siste-
ma, seja analógico e digital, é realizarmos experiências com ele. Na eletrônica, 
já existem as implementações físicas dos conceitos das portas lógicas, através 
de CI’s (circuitos integrados), ou implementados através dos componentes 
eletrônicos convencionais e básicos, como por exemplo resistores, capacito-
res, chaves, relés e indutores.
Assista a videoaula a seguir para reforçar os 
conhecimentos sobre circuitos integrados e suas 
aplicações práticas dentro da eletrônica digital. 
Clique aqui.
Hoje, existem também a figura dos programas simuladores de circuitos ana-
lógicos e digitais, programas esses que têm a função de reproduzir o compor-
tamento desses sistemas eletrônicos antes de serem encaminhados para o 
mercado.
Segundo Patterson e Hennessy (2022), portas lógicas deram origem aos cir-
cuitos lógicos que, em combinação com transistores e determinados semi-
condutores auxiliares, compõem a construção completa de um sistema di-
gital que, através de circuitos integrados, realizam funçõespara execução de 
alguma tarefa específica. Essas funções são as denominadas funções lógicas 
de circuitos digitais.
2.2.2 A FUNÇÃO BOOLEANA (OU ÁLGEBRA DE 
BOOLE)
A Álgebra de Boole foi publicada em 1854 pelo matemático e filósofo inglês 
George Boole (1815 – 1864) através da obra An Investigation of The Laws of 
Thought baseada em um sistema matemático de análise lógica.
Em 1938, a análise lógica desenvolvia há décadas por Boole foi utilizada pelo 
engenheiro americano Claude Elwood Shannon (1916 – 2001) para imple-
mentação de soluções em circuitos de telefonia a base de relés, que constituí-
https://www.youtube.com/watch?v=eueA6d7pPoE
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ram as primeiras centrais telefônicas analógicas, dando início posteriormente 
a era da eletrônica digital dentro do ramo tecnológico. É nesse ramo tecnoló-
gico da eletrônica onde as portas lógicas ficaram conhecidas por implemen-
tar pequenos grupos de circuitos básicos, descrito e publicado no trabalho de 
Shannon intitulado Symbol Analysis of Relay and Switching.
É justamente através do uso das portas lógicas 
que se pode implementar o que chamamos de “as 
expressões da Álgebra de Boole”, que representam 
a base dos projetos dos sistemas digitais, (MORAES, 
2020).
Essa técnica desenvolvida através da lógica da Álgebra de Boole foi muito uti-
lizada na análise e projeto de circuitos eletrônicos digitais pois, similar como 
se era usada na álgebra convencional, a mesma se utiliza de operações lógi-
cas e variáveis onde essas variáveis podem assumir os valores lógico de 0, para 
falso, e 1 para verdadeiro. Uma variável pode assumir um único valor, tendo na 
literatura as seguintes possíveis nomenclaturas para esses estados lógicos: 0 
ou 1, falso ou verdadeiro, aberto ou fechado, false ou true. Podemos identificar 
as operações lógicas básicas e suas devidas simbologias como:
• operação E (AND):
simbologia matemática: ●
• operação OU (OR):
simbologia matemática: +
• operação NOT:
simbologia matemática: , onde X é uma variável booleana. 
Os sinais em um circuito digital podem ser denominados ou representados 
por variáveis devido a sua alternância de valores no decorrer do tempo, mas 
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lembrando que só podem assumir um valor de cada vez. A porta NOT é co-
nhecida como a porta inversora devido a sua característica de inverter o valor 
de uma variável e possui a função S = vv(X ) como exemplo de representa-
ção, onde S é a saída e X é a entrada; já uma porta E (AND) de duas entradas, 
X e Y, é representado pela função de expressão de saída S = X .Y . A porta OU 
(OR) de duas entradas X e Y, é representada pela função de expressão S = X 
+ Y. A Figura a seguir mostra as principais características de algumas portas 
lógica, como sua função ou expressão matemática e a sua tabela verdade, já 
estudada dentro da unidade:
 CARACTERÍSTICAS DE ALGUMAS PORTAS LÓGICAS BÁSICAS
Fonte: adaptada de Delgado e Ribeiro (2022, p. 27).
#pratodosverem: a imagem representa a figura de uma tabela com as principais 
características das portas lógicas como tabela verdade, simbologia e expressão ou função 
matemática.
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2.2.3 CIRCUITOS LÓGICOS
Circuitos lógicos são componentes eletrônicos que, através do conceito das 
portas lógicas, trabalham com as operações binárias (0 e 1), para executar as 
operações booleanas a partir das portas lógicas básicas: E (AND), OU (OR) e 
NOT.
Assista a videoaula para reforçar os conhecimentos 
sobre o funcionamento da lógica booleana nos 
circuitos lógicos digitais. Clique aqui.
Segundo Moraes (2022), o Teorema de Morgan e o Mapa de Karnaugh são 
técnicas usadas para simplificação de álgebras booleanas e facilitam a criação 
de circuitos específicos, formados a partir das portas lógicas primárias. Um 
exemplo prático da obtenção de um circuito lógico é a criação de uma porta 
específica conhecida com OU EXCLUSIVA (ou XOR, abreviação do inglês) a 
partir de portas primárias E (AND) e OU (OR), conforme Figura a seguir:
FUNÇÃO OU EXCLUSIVA A PARTIR DE PORTAS LÓGICAS E (AND) E OU (OR)
Fonte: Elaborada pelo autor (2022).
#pratodosverem: a imagem representa um esquema eletrônico de uma porta lógica OU 
EXCLUSIVA, composta por dois desenhos geométricos centrais representando duas portas 
E e outra figura geométrica mais à direita da figura, representando uma porta OU.
De acordo com a Figura anterior, o circuito lógico só terá nível alto (1) na saída 
S quando as duas entradas A e B divergirem entre seus valores lógicos. Essa 
lógica, que gera a porta XOR, é o princípio da criação de circuitos mais robus-
tos, como um somador de 2 bits, por exemplo. A tabela verdade conforme 
https://www.youtube.com/watch?v=aYVz0l3ZMWc
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figura anterior, é montada a partir dos valores lógicos em vermelho em cada 
etapa entre as portas lógicas primárias, exemplificando como o sinal é trata-
do passando por cada função.
Podemos a partir da lógica booleana de cada porta lógica, montar a expres-
são matemática do circuito da Função OU EXCLUSIVA a partir de portas lógi-
cas E (AND) e OU (OR), onde na saída de cada porta lógica, também existirá 
sua função, conforme ilustrado na figura a seguir:
CIRCUITO LÓGICO FORMADO POR PORTAS E / OU E SUA FUNÇÃO DE SAÍDAS
Fonte: elaborada pelo autor (2022).
#pratodosverem: a imagem representa um esquema eletrônico de uma porta lógica OU 
EXCLUSIVA, composta por dois desenhos geométricos centrais representando duas portas 
E e outra figura geométrica mais à direita da figura, representando uma porta OU
Conforme descrito na Figura anterior, o circuito lógico possui saída S = + 
onde devemos analisar que a saída projetada nada mais é que a junção 
das saídas de duas outras portas lógicas E (AND) anteriores que possuem, 
em comum, uma entrada inversora devido a presença de duas portas lógicas 
NOT. Assim, podemos perceber que a saída das portas E (AND) são e S =
 que irão juntas servir como entradas para uma porta OU (OR).
Embora se possa notar que esses circuitos são montados a partir de blocos 
lógicos, devemos ressaltar também que esses circuitos são considerados cir-
cuitos combinacionais, pois são obtidos através de uma Tabela Verdade e que 
gera uma expressão booleana que o representa.
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CONCLUSÃO
Nesta unidade, você aprendeu que os computadores digitais são máquinas 
que funcionam baseadas na eletrônica digital que foram desenvolvidas por 
meio de uma lógica computacional conhecida como álgebra de Boole (ou 
álgebra booleana). Nessa matemática, a representação das comunicações 
nos computadores é representada por apenas dois valores: 0 (zero) ou 1 (um). 
O primeiro modelo computacional foi proposto pelo matemático John Von 
Neumann, que, posteriormente, teve a arquitetura aprimorada pelo modelo 
de Harvard. O conjunto de instruções que uma máquina realiza é conhecido 
como algoritmo que é mediado por meio de entradas e saídas dessas instru-
ções.
No geral, você conheceu que todo computador é constituído por uma unida-
de central de processamento, por uma memória e por dispositivos de entrada 
e saída (E/S) e que precisa ter como funções básicas a capacidade de proces-
samento, de armazenamento, de transferência e de controle de dados.
UNIDADE 3
OBJETIVO 
Ao final desta 
unidade, 
esperamos que 
possa:
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> Entender ofuncionamento interno 
de uma CPU e como é a 
sua comunicação com 
os demais periféricos e 
dispositivos de E/S.
> Aprender sobre tipos de 
memórias, mecanismos de 
interrupção e as funções 
dos barramentos na 
comunicação.
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3. OS COMPONENTES BÁSICOS DE 
UM COMPUTADOR
INTRODUÇÃO DA UNIDADE
Na unidade Os Componentes Básicos de um Computador serão apresen-
tados os componentes básicos de um computador, serão abordados conteú-
dos sobre os subsistemas de dados e memória, como é feita a comunicação 
entre os dispositivos e periféricos através dos barramentos, as atribuições da 
unidade central de processamento, sua composição interna e suas funções. 
Por fim, serão apresentados os mecanismos de interrupção, os tipos de bar-
ramentos, os tipos de comunicações e as características dos periféricos de um 
sistema computacional. Preparado para aprender? Vamos lá!
3.1 OS COMPONENTES BÁSICOS DE UM 
COMPUTADOR
Nesta unidade, aprenderemos sobre os conceitos básicos de um computa-
dor e de todo um sistema computacional, como ocorrem os processamentos 
dos dados e a transformação das informações, os componentes básicos da 
informação e como ocorre a hierarquia entre os dispositivos e os dados ma-
nipulados entre eles. Você saberia dizer qual o dispositivo mais importante 
de um computador? Como os dados são processados por esses dispositivos 
eletrônicos. Ficou curioso? Então vamos conferir.
3.1.1 CPU E SUA ARQUITETURA
Um computador tem um objetivo que é de alguma maneira, interagir com o 
ambiente externo que, na prática, são os dispositivos de entrada e saída (E/S) 
que, no geral, representam os periféricos e as linhas de comunicação, conhe-
cidas como barramentos, conforme Figura a seguir:
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ESTRUTURA DE UM COMPUTADOR
Fonte: elaborado pelo autor (2022).
#pratodosverem: a imagem representa a estrutura de um computador representado por 
círculos pontilhados interseccionados, com o barramento do sistema no centro da figura, 
interligando os outros componentes de um computador: dispositivos de E/S, CPU e 
Memória.
Conforme descrito na Figura anterior, um computador é constituído por qua-
tro componentes principais:
• Unidade central de processamento (CPU):
representado na prática pelo processador dentro de um computador, 
a CPU é o cérebro da máquina, todas as instruções de rotinas e 
processamento de dados são operadas e controladas por ela. É 
constituída internamente por quatro unidades funcionais: unidade 
lógica aritmética (ULA), barramento interno, unidade de controle e 
registradores (PAIXÃO, 2014).
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• Memória principal:
local onde os dados são armazenados e manipulados para a execução 
das instruções de rotinas (MORAES, 2022).
• Dispositivos de entrada e saída (E/S):
dispositivos responsáveis por encaminhar os dados entres os 
dispositivos principais do computador e o ambiente externo, através 
de portas e conexões para comunicação de dados.
• Barramentos do sistema:
mecanismo responsável pela comunicação entre a CPU, memória 
e dispositivos de entrada e saída (E/S). Hoje, na prática, essa 
comunicação é feita pelos cabos de dados flat do tipo IDE, ATA, SATA, 
entre outros.
Como sendo o dispositivo mais importante de um sistema computacional, a 
arquitetura de um processador, nome dado à CPU, evoluiu muito nos últimos 
anos devido ao avanço tecnológico promovido nas áreas da microeletrônica 
e nanotecnologia, onde hoje podemos encontrar no mercado processadores 
com vários núcleos. Em geral, todos os CI’s (circuitos integrados), processam 
dados pois são desenvolvidos por circuitos que recebem sinais elétricos de 
baixa tensão (os bits do sinal digital) e geram sinais elétricos de saída. Outra 
característica peculiar dos processadores é a presença de uma arquitetura 
mais complexa, o diferenciando dos demais circuitos integrados.
Cabos de dados do tipo ATA, SATA, que significa 
Serial Advanced Technology Attachment, são os 
cabos utilizados hoje na maioria das arquiteturas de 
computadores devido à alta taxa de transferência 
serial de dados entre os dispositivos internos, através 
da motherboard (placa mãe), que é a principal placa 
de um sistema computacional. Todos os dispositivos 
se conectam através dela utilizando tais cabos de 
transferência de dados.
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Os principais componentes que constroem um processador e sua arquitetura 
simplificada são mostrados na Figura a seguir:
ELEMENTOS DE UM PROCESSADOR (CPU)
Fonte: elaborada pelo autor (2022).
#pratodosverem: a imagem representa um esquema dos elementos de um processador, 
onde a ULA é representada por um bloco retangular mais à esquerda da figura, interligado 
por setas ao bloco unidade de controle no formato retangular, e os registradores que são 
representados por uma tabela com duas colunas e quatro linhas.
De acordo com a Figura anterior, temos no processador a unidade lógica 
aritmética (ULA) que é um circuito eletrônico complexo que recebe na sua 
entrada pulsos elétricos que representam a lógica binária e gera na saída o 
resultado ou manipulação através de uma ou várias operações lógicas ou arit-
méticas. Geralmente, as operações aritméticas de um computador são exe-
cutadas em dois tipos de números: os números inteiros e ponto flutuante. A 
ULA é realmente a parte do computador que executa as operações lógicas 
e aritméticas sobre os dados e os demais elementos que tem, entre outras 
funções, trazer os dados para serem processados pela ULA e, posteriormente, 
levar os resultados de volta.
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Além de executar as operações, a ULA ativa bits considerados especiais, de-
nominados de flags, como resultado das operações realizadas, que são arma-
zenados nos registradores que ficam dentro do processador. Nesse caso, a 
unidade de controle disponibiliza sinais que controlam a operação da ULA e a 
movimentação dos dados entre os elementos. A ULA está conectada aos re-
gistradores através de um barramento interno, construindo o que chamamos 
de o caminho de dados (MAIA, 2022).
Assista esta videoaula para reforçar os 
conhecimentos sobre o uso e aplicações de uma 
CPU em um computador. Clique aqui.
Pode-se utilizar, na prática, um conjunto de registradores para uma execução 
paralela de instruções. Os dados são apresentados à ULA através dos registra-
dores e os resultados das operações são armazenados, por consequência, nos 
registradores. A Figura a seguir mostra um modelo simplificado de uma ULA 
(unidade lógica aritmética):
ULA – MODELO SIMPLIFICADO
Fonte: adaptado de Stallings (2010).
#pratodosverem: a imagem representa a figura simplificada de unidade lógica aritmética, 
representada por um desenho de um trapézio.
https://www.youtube.com/watch?v=kuNq7eLdu8c
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Na figura anterior, temos um circuito do tipo combinatório, pois possui duas 
entradas (A e B) que são controladas, na prática, por um gerador de sinal de 
controle (S), que libera os sinais de entrada através de uma porta, onde o re-
sultado é mostrado através da SAÍDA do circuito. Veja a seguir:
• Unidade de controle
é responsável por receber as instruções que estão armazenadas na 
memória e decodificá-las. É um circuito que está diretamente ligado 
às execuções das instruções pela CPU. Também é função de uma 
unidade de controle emitir os sinais para os dispositivos periféricosatravés dos barramentos para informá-los das operações que os 
mesmos precisam executar.
• Registradores
são porções de memórias com capacidade de armazenamento bem 
reduzido e limitado, que são alimentadas por corrente elétrica. Todos 
os componentes são interligados internamente entre si através dos 
barramentos internos. Além desse barramento, também existem 
os barramentos de dados, que tem a função de levar os sinais de 
dados entre a CPU e os outros componentes; e também existem os 
barramentos de endereços que transportam os sinais que localizam 
os endereços em uma posição de memória ou abrem conexões entre 
a CPU e os dispositivos de entrada e saída. (PATTERSON, HENNESSY, 
2017).
3.1.2 MEMÓRIA E DISPOSITIVOS DE E/S 
(ENTRADA E SAÍDA)
Devido às variações de custo com relação a capacidade de armazenamento, 
as memórias de um sistema computacional são divididas em níveis hierár-
quicos para podermos otimizar a relação custo/benefício na montagem dos 
computadores.
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Em sistema computacional, as memórias são 
divididas em internas e externas, onde as memórias 
internas são aquelas que estão localizadas mais 
próximas do processador como os registradores, 
cache, ROM e a RAM; e as memórias externas que 
são dispositivos acessíveis através da controladora 
de E/S. (MAIA, 2022).
As memórias internas geralmente têm dependência da largura dos barra-
mentos de dados e são expressas em termos de bytes (ou oito bits); já as me-
mórias externas são transferidas em unidades maiores chamados de blocos. 
Com relação ao método de acesso às memórias, as mesmas são classificadas 
em acesso sequencial, direto, aleatório ou associativo.
Memórias de acesso sequencial são memórias 
organizadas em registros com acesso linear onde 
o tempo de acesso é variável; memórias de acesso 
direto os dados são armazenados em blocos de 
forma aleatória; memórias de acesso aleatório (ou 
randômico) cada posição de memória tem seu 
próprio mecanismo de leitura/escrita e acesso 
associativo é a memória onde as buscas pelas 
informações iniciam a partir da comparação entre 
endereço real e virtual. (MORAES, 2022).
Na hierarquia de memória, o topo da pirâmide tem como parâmetro referen-
cial a frequência ou taxa de transferência de dados, tendo os registradores 
como a memória que tem esse melhor desempenho, seguido da memória 
cache e da memória principal. As memórias mais rápidas são as mais caras, 
quanto maior a capacidade, maior o tempo de acesso à s informações con-
tidas nas posições de memórias e memórias com maior capacidade tem o 
menor custo por bit.
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Assista esta videoaula para reforçar os 
conhecimentos sobre o tipo de memória RAM, suas 
funções e aplicações em sistemas computacionais. 
Clique aqui.
Dispositivos de entrada e saída (E/S) são chamados de periféricos pois não 
fazem parte do núcleo central do sistema computacional e são representa-
dos na prática por inúmeros elementos eletrônicos que tem a função de cap-
tar estímulos elétricos vindo do mundo exterior do sistema e levar até a CPU 
através dos barramentos. O principal barramento é chamado de barramento 
do sistema (system bus) que tem a finalidade de interligar todos os compo-
nentes do sistema (CPU, memória) e por onde trafegam os mesmos tipos de 
informações, dados, endereços e sinais de controle, interligando dois os mais 
subsistemas, conforme ilustrado na Figura a seguir:
BARRAMENTOS DO SISTEMA
Fonte: elaborado pelo autor (2022).
#pratodosverem: a figura mostra os barramentos usados em uma comunicação interna 
entre o processador e os outros dispositivos internos, através de blocos. Um bloco na cor 
cinza claro representa a CPU, localizado logo acima de um bloco retangular na cor cinza 
que representa a memória secundária que se comunica com os barramentos horizontais 
nas cores verde, azul e salmão claro.
https://www.youtube.com/watch?v=2EWJms8vrys&t=32s
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Conforme mostrado na figura anterior, temos um subsistema de memória 
e um subsistema de E/S, interligados através dos barramentos dos sistemas, 
controlados pela CPU. Os barramentos do sistema têm função similar aos 
barramentos internos do processador que, por sua vez, permitem a troca de 
informações entre os registradores e as demais unidades da CPU.
O funcionamento dos dispositivos de entrada e saída (E/S) é operacionalizado 
através de diversos outros elementos eletrônicos que compõem o seu subsis-
tema, mesmo tendo as mesmas funções, possuem características peculiares 
que, em conjunto, recebem ou enviam informações aos periféricos e conver-
tem os sinais elétricos oriundos das trocas de informações com os dispositivos 
E/S em linguagem de máquina, para ser interpretada pelo processador.
3.1.3 UNIDADE DE CONTROLE E 
REGISTRADORES
A unidade de controle tem duas funções específicas em um computador: 
coordenar para que o processador execute as instruções na sequência devida 
de acordo com o software que está sendo usado e gerar sinais de controle 
para gerenciar as tais instruções citadas. A execução de uma instrução é cons-
truída de uma sequência de subpassos, denominados de ciclos, onde cada 
ciclo é uma sequência de operações que, pode representar na prática, uma 
simples troca de dados entre os registradores, uma troca de dados entre um 
registrador e o barramento, entre outras operações. Entretanto, uma unidade 
de controle gerencia os recursos disponíveis e o fluxo de dados entre todos os 
dispositivos de um sistema computacional. Os sinais de controle gerados pela 
unidade de controle causam o funcionamento das portas lógicas através de 
trocas de sinais elétricos, resultando no envio de dados entre registradores ou 
durante uma operação que envolva a unidade lógica aritmética (ULA). Entre 
as diversas funções de uma unidade de controle temos:
• Buscar as instruções na memória principal do computador.
• Decodificar as instruções.
• Sequenciar e organizar as instruções.
• Enviar sinais de controle para controlar as execuções das instruções.
A Figura a seguir detalha todos os elementos que compõem uma unidade 
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de controle, identificada como elemento de uma CPU (processador) que, por 
sua vez, faz parte de um computador.
ELEMENTOS DE UMA UNIDADE DE CONTROLE
Fonte: elaborada pelo autor (2022).
#pratodosverem: esquema lógico que mostra as divisões internas de um computador 
onde cada círculo pontilhado representa um elemento essencial da estrutura de um 
computador.
Na Figura anterior, a unidade de controle tem a responsabilidade de receber 
as instruções do barramento vindo dos registradores, onde estão armazena-
dos os dados enviados da ULA. Lembrando que a unidade de controle não 
executa as instruções, ela lê os dados, decodifica e repassa os comandos para 
a ULA, identificando como as instruções devem ser executadas e quais dados 
serão utilizados. De acordo e seguindo as instruções, a ULA irá recolher os da-
dos na memória, executar as devidas instruções sequencialmente e retornar 
o resultado novamente para a memória onde será armazenado. Tudo sob a 
supervisão da unidade de controle, onde os dados lidos são enviados para 
alguma posição de memória, através do barramento de dados, gerando um 
fluxo de dados; já os endereços são enviados através de um barramento de 
endereço.
Para que a unidade de controle possa desempenhar as suas devidas funções, 
ela precisa ter certas especificações para poder provê-las, como portas de en-
tradas para designar o status do sistema e portas de saída para poder contro-
lar o comportamento