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Arq. e Org de Computadores - Aula 1

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Arquitetura e Organização de Computadores
Prof: Diego Canizio
Email: diego.canizio@gmail.com
Referências Bibliográficas:
Em livro:
ANDREW S, TANENBAUM. Organização Estruturada de Computadores. 5 ed. SÃO PAULO: Prentice Hall, 2006.
WILLIAM., S.Arquitetura e Organização de Computadores.. 5 ed. São Paulo: Prentice Hall, 2006.
Em revista:
http://www.infoexame.com.br
http://idgnow.uol.com.br/
http://www.b2bmagazine.com.br/
http://pcworld.uol.com.br/
Arq. e Org. de Computadores
Perfil do Profissional:
A Disciplina Arquitetura e Organização de Computadores abordará conceitos, conteúdos básicos que ajudarão a entender o funcionamento do hardware e de vários componentes que compõe um sistema computacional.
O profissional possuirá compreensão do funcionamento do computador, Entenderá o funcionamento da estrutura básica do computador e terá condições para aprender o funcionamento de novas tecnologias. 
Arq. e Org. de Computadores
Ementa:
Introdução a Organização Arquitetura de Computadores; 
Componentes Básicos de Um Computador; 
O Nível da Lógica Digital;
O Nível da Microarquitetura; 
O Nível da Arquitetura do Conjunto de Instruções;
O Nível do Sistema Operacional; 
Tópicos Complementares.
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Objetivo:
Atualmente o profissional que irá atuar na área de informática requer conhecimentos nas mais diversas áreas do conhecimento. Dentre eles , existe a necessidade de compreensão e utilização de conceitos e teorias que formalizam o desenvolvimento de capacidade de raciocínio lógico, de concentração, conhecimento de espaço, de criação e tratamento de dados.
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Proposta metodológica:
Aulas expositivas;
Trabalhos individuais e de grupo;
Utilização de slides e apostilas para estudo;
Listas de exercícios;
Participação em sala.
Avaliações Bimestrais:
Prova 7,0 Pontos
Trabalhos 3,0 Pontos
Arq. e Org. de Computadores
Proposta metodológica:
Aulas expositivas;
Trabalhos individuais e de grupo;
Utilização de slides e apostilas para estudo;
Listas de exercícios;
Participação em sala.
Avaliações Bimestrais:
Prova 7,0 Pontos
Trabalhos 3,0 Pontos
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Introdução:
Um computador digital é uma máquina que pode resolver problemas para as pessoas executando instruções que Ihe são dadas. Uma sequencia de instruções que descreve como realizar certa tarefa é denominada programa.
Ex: 
Some dois números. 
Verifique um número para ver se ele é zero. 
Copie dados de uma parte da memória do computador para outra. 
Juntas, as instruções primitivas de um computador formam uma linguagem com a qual as pessoas podem se comunicar com ele. Chama-se linguagem de máquina.
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Arquitetura de Computadores:
Estrutura e comportamento de computadores digitais. (Hayes)
Estrutura de módulos como eles estão organizados em um sistema computacional. (Stone)
O conjunto de tipos de dados, operações e características dos diversos níveis de projeto de um computador. (Tanenbaum)
O estudo de arquiteturas de conjuntos de instruções (requisitos de programação/software) e organizações de implementação de máquinas (hardware). (Hwang)
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Linguagens, níveis e máquinas reais.
As pessoas querem fazer X, mas os computadores só podem fazer Y.
2 Alternativas:
Criar uma nova linguagem (L1), paralela a linguagem de máquina (LO), que contenha sequencias equivalentes.
Tudo criado em L1 é compreendido em L0.
Chama-se tradução
Escrever um programas em L0 que considere L1.
Não requer uma prévia em L0
Chama-se interpretação
O programa que executa é chamado interpretador.
A invenção de toda uma série de linguagens, cada uma mais conveniente do que sua antecessora pode continuar indefinidamente até que, por fim, se chegue a uma adequada. Cada linguagem usa a antecessora como base. 
Série de camadas ou níveis;
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Linguagens, níveis e máquinas reais.
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Linguagens, níveis e máquinas reais.
Máquina Multinível
O conjunto de tipos de dados, operações e características de cada nível é denominado arquitetura.
Trata dos aspectos visíveis ao usuário daquele nível.
Ex: Características que o programador vê: quantidade de memória disponível.
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A evolução da máquina multiníveis:
Na década de 40, só haviam 2 níveis;
ISA
Lógico digital
Programas eram feitos em linguagem de máquinas (nível 1) e diretamente executados pelos circuitos eletrônicos (nível 0).
 Os circuitos eletrônicos, juntamente com memórias, dispositivos de E/S, etc, formam o Hardware.
Consiste em objetos tangíveis.
O software por sua vez, consiste em algoritmos e suas representações, os quais chamamos de programas.
Hoje em dia software e hardware são logicamente equivalentes.
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A evolução da máquina multiníveis:
Em 1951, Maurice Wilkes, projetou um computador de 3 níveis.
Ele possuía um interpretador embutido.
Diminuía o número de circuitos eletrônicos.
Menos falhas.
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A invenção dos sistemas operacionais:
Nos primeiros anos os computadores eram “acessíveis a todos”.
Cartões perfurados de 80 colunas.
Sistemas batch.
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A invenção dos sistemas operacionais:
Perto de 1960, um programa denominado sistema operacional era mantido no computador o tempo todo.
O Sistema lia o cartão;
Depois lia o cartão FORTRAN com base em uma fita magnética;;
Então o programa era lido para a máquina e compilava pelo programa FORTRAN.
FORTRAN era considerado uma instrução virtual “compilar programa”.
Terminais remotos ligados aos servidores por meio de linhas telefônicas;
Sistemas de tempo compartilhado. 
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Marcos da arquitetura de computadores:
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Marcos da arquitetura de computadores:
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Marcos da arquitetura de computadores:
Em 1642, Blaise Pascal construiu uma máquina de calcular operacional.
Adição e subtração.
30 Anos mais tarde um alemão, Gottfried Wilhelm, contruiu uma máquina similar a de bolso atual, com as 4 operações matemáticas principais.
Nada aconteceu, até Charles Babbage inventar a máquina diferencial e a máquina analítica. 
 
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Marcos da arquitetura de computadores:
1ª Geração – Válvulas (1945 – 1955)
Colossus – 1º computador digital.
ENIAC e seus projetos sucessores.
Utilizava-se de uma aritmética decimal representada por 10 válvulas.
Foi então substituída pela aritmética binaria.
A máquina de Von Neumam
Desenhada em 1954.
Tinha 5 partes principais: A memória, ULA, UC e Dispositivos de E/S.
 
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Marcos da arquitetura de computadores:
1ª Geração – Válvulas (1945 – 1955)
Colossus – 1º computador digital.
ENIAC e seus projetos sucessores.
Utilizava-se de uma aritmética decimal representada por 10 válvulas.
Foi então substituída pela aritmética binaria.
A máquina de Von Neumam
Desenhada em 1954.
Tinha 5 partes principais: A memória, ULA, UC e Dispositivos de E/S.
 
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Marcos da arquitetura de computadores:
2ª Geração – Transistores (1955 – 1965)
Barramento:
É um conjunto de fios paralelos usados para conectar os componentes de um computador.
3ª Geração – Circuitos integrados (1965 – 1980)
A invenção do circuito integrado de silício por Robert Noyce em 1958 permitiu que dezenas de transistores fossem colocados em um único chip.
Sistemas de tempo compartilhado.
4ª Geração – Integração em escala muito grande (1980 - ?)
Difusão da computação pessoal
Surgimento dos CPD´s.
Apple x IBM
Apple LISA – GUI (Graphical User Interface)
IBM PC
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Marcos da arquitetura de computadores:
5ª Geração – Computadores invisíveis
Especificamente, ao preparar uma palestra para um grupo do setor, Moore observou
que cada nova geração de chips de memória estava sendo lançada três anos após a anterior. Uma vez que cada geração tinha quatro vezes mais memória do que sua antecessora ele percebeu que o número de transistores em um chip estava crescendo a uma taxa constante e previu que esse crescimento continuaria pelas próximas décadas. Essa observação ficou conhecida como lei de Moore.
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Tipos de computador:
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