organiza__o estruturada de computadores.pdf

Prévia do material em texto

1
1 - 12009.2 – Organização de Computadores Profa. Morganna Diniz - Unirio
INTRODUÇÃO
Objetivo do Capítulo 1: 
introdução à organização 
estruturada de computadores
1
1 - 22009.2 – Organização de Computadores Profa. Morganna Diniz - Unirio
INTRODUÇÃO
Problemas:
• As pessoas querem fazer X, mas os computadores só fazem Y.
• Os computadores só conhecem dois níveis de voltagem: 
normalmente, 0v (valor zero) e +5v (valor 1).
Atenção: computadores quânticos e de DNA não estão 
limitados à codificação binária. 
1
1 - 32009.2 – Organização de Computadores Profa. Morganna Diniz - Unirio
INTRODUÇÃO
Máquina multinível
Linguagens, Níveis e Máquinas Reais
1
1 - 42009.2 – Organização de Computadores Profa. Morganna Diniz - Unirio
INTRODUÇÃO
Máquinas Multiníveis Contemporâneas
1
1 - 52009.2 – Organização de Computadores Profa. Morganna Diniz - Unirio
INTRODUÇÃO
Máquinas Multiníveis Contemporâneas
Nível zero (nível lógico digital)
• Portas e operações simples como AND e OU.
• Portas são combinadas para formar memória de 1 bit.
• Registradores com um único número binário.
Nível 1 (nível de microarquitetura)
• Registradores formam a memória local e ULA.
• Execução de operações aritméticas simples.
1
1 - 62009.2 – Organização de Computadores Profa. Morganna Diniz - Unirio
INTRODUÇÃO
Máquinas Multiníveis Contemporâneas
Nível 2 (nível de arquitetura de conjunto de instruções)
• Compreende o conjunto de instruções da máquina.
Nível 3 (nível do sistema operacional da máquina)
• É considerado um nível híbrido.
• Pode interpretar comandos para entregar ao nível 2.
• Pode passar comandos diretamente para o nível 2.
1
1 - 72009.2 – Organização de Computadores Profa. Morganna Diniz - Unirio
INTRODUÇÃO
Máquinas Multiníveis Contemporâneas
Nível 4 (nível de linguagem orientado a problemas)
• Linguagem de montagem.
• Assembler é o programa que traduz os comandos para 
baixo nível.
Nível 5 (nível de linguagem orientado a problemas)
• Linguagens de alto nível.
• Tradução ou interpretação.
1
1 - 82009.2 – Organização de Computadores Profa. Morganna Diniz - Unirio
INTRODUÇÃO
Evolução das máquinas multiníveis
• Invenção da microprogramação – execução de instruções por 
interpretação de comandos de maior nível.
• Invenção do sistema operacional – objetivando automatizar o 
trabalho do programador.
• Migração de funcionalidade para microcódigo – conjunto de 
instruções maiores e melhores.
• Eliminação da microprogramação – redução do conjunto de 
instruções para acelerar a execução.
“Hardware é o que você chuta, software é o que você xinga”.
João Ubaldo - escritor
1
1 - 92009.2 – Organização de Computadores Profa. Morganna Diniz - Unirio
INTRODUÇÃO
Macros de 
Sistema
Operacional
Exemplo de trabalho para o Fortran Monitor System (FMS)
1
1 - 102009.2 – Organização de Computadores Profa. Morganna Diniz - Unirio
INTRODUÇÃO
IBM 709
1
1 - 112009.2 – Organização de Computadores Profa. Morganna Diniz - Unirio
INTRODUÇÃO
Marcos da Arquitetura de Computadores (1)
1
1 - 122009.2 – Organização de Computadores Profa. Morganna Diniz - Unirio
INTRODUÇÃO
Marcos da Arquitetura de Computadores (2)
1
1 - 132009.2 – Organização de Computadores Profa. Morganna Diniz - Unirio
INTRODUÇÃO
Gerações de computadores
• Geração Zero
Computadores Mecânicos (1642–1945)
• Primeira Geração
Válvulas (1945–1955)
• Segunda Geração
Transistores (1955–1965)
• Terceira Geração
Circuitos Integrados (1965–1980)
• Quarta Geração
Integração em larga escala (1980–?)
1
1 - 142009.2 – Organização de Computadores Profa. Morganna Diniz - Unirio
INTRODUÇÃO
Máquina de Von Neumann – 1a Geração
1
1 - 152009.2 – Organização de Computadores Profa. Morganna Diniz - Unirio
INTRODUÇÃO
John von Neumann
1
1 - 162009.2 – Organização de Computadores Profa. Morganna Diniz - Unirio
INTRODUÇÃO
PDP-8 Inovação – Barramento único – 2a Geração
1
1 - 172009.2 – Organização de Computadores Profa. Morganna Diniz - Unirio
INTRODUÇÃO
IBM 360 – 3a Geração
1
1 - 182009.2 – Organização de Computadores Profa. Morganna Diniz - Unirio
INTRODUÇÃO
Computadores invisíveis – 5a geração ?
• Computadores em toda parte e embutidos em tudo.
• Computação ubíqua ou computação pervasiva
• Computação em nuvem
1
1 - 192009.2 – Organização de Computadores Profa. Morganna Diniz - Unirio
INTRODUÇÃO
Forças Econômicas e Tecnológicas
• A lei de Moore prevê um aumento anual de 60% no número de 
transistores que podem ser colocados em um chip (o número de 
transistores dobra a cada 18 meses). 
• Não é uma lei real, mas uma simples observação empírica.
1
1 - 202009.2 – Organização de Computadores Profa. Morganna Diniz - Unirio
INTRODUÇÃO
A gama dos computadores
1
1 - 212009.2 – Organização de Computadores Profa. Morganna Diniz - Unirio
INTRODUÇÃO
Computador Pessoal
1
1 - 222009.2 – Organização de Computadores Profa. Morganna Diniz - Unirio
INTRODUÇÃO
Exemplos de famílias de computadores
• Pentium 4 da Intel
• UltraSPARC III da Sun Microsystems
• O chip 8051 da Intel, usado para sistemas embutidos
1
1 - 232009.2 – Organização de Computadores Profa. Morganna Diniz - Unirio
INTRODUÇÃO
Família de Computadores Intel (1)
1
1 - 242009.2 – Organização de Computadores Profa. Morganna Diniz - Unirio
INTRODUÇÃO
Família de Computadores Intel (2)
Chip Pentium 4. 
Direitos de reprodução 
da Intel Corporation, 
2003, utilização 
permitida.
1
1 - 252009.2 – Organização de Computadores Profa. Morganna Diniz - Unirio
INTRODUÇÃO
Família de Computadores Intel (2)
1
1 - 262009.2 – Organização de Computadores Profa. Morganna Diniz - Unirio
INTRODUÇÃO
Família MCS-51
1
1 - 272009.2 – Organização de Computadores Profa. Morganna Diniz - Unirio
INTRODUÇÃO
Unidades Métricas