Cap01 - Introdução

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ARQUITETURA DE COMPUTADORES
Dennis Sávio Martins da Silva
dennissavio@hotmail.com
Organização vs Arquitetura
Arquitetura de computador – refere-se aos atributos de um sistema visíveis ao programador ou, em outras palavras, aqueles atributos que possuem um impacto direto sobre a execução lógica de um programa
Ex: conjunto de instruções, número de bits usados para representar certos tipos de dados, etc.
Organização de computador – refere-se às unidades operacionais e suas interconexões que realizam as especificações arquiteturais
Ex: detalhes de hardware transparentes ao programador
Organização vs Arquitetura
Questão arquitetural: O computador terá uma instrução de multiplicação?
Questão organizacional: Deve ser feita uma unidade de multiplicação especial, ou apenas sucessivas adições?
Organização vs Arquitetura
Uma mesma arquitetura pode possuir inúmeras formas de organização, com diferentes preços e desempenhos
Uma arquitetura pode se espalhar por anos e abranger diversos modelos de computador diferentes, com sua organização mudando junto com a tecnologia
Ex: Arquitetura IBM
Estrutura e Função
O computador é um sistema hierárquico
Essa hierarquia viabiliza o projeto e descrição de componentes, agrupando-os baseados em sua estrutura e função
Estrutura: O modo como os componentes são inter-relacionados.
Função: a operação individual de cada componente como parte da estrutura
Estrutura e Função
Para descrição dos sistemas pode-se utilizar duas abordagens:
Bottom-up (de baixo para cima)
Top-down (de cima para baixo)
Função
Um computador pode realizar quatro funções básicas
Processamento de dados
Armazenamento de dados
Movimentação de dados
Controle
Funções do computador
Processamento de dados
Execução das instruções
Os dados podem assumir muitas formas e o intervalo de requisitos de processamento é amplo
Existem apenas alguns métodos fundamentais ou tipos de processamentos de dados
Funções do computador
Armazenamento de dados
Supre necessidade de armazenamento dos dados que estão sendo trabalhados no momento
Cuida também da persistência dos dados a longo prazo
Funções do Computador
Movimentação de dados
O ambiente operacional do computador consiste em dispositivos que servem como origem ou destino dos dados
E/S (entrada e saída) – dados entregues ou recebidos por um dispositivo ligado diretamente ao computador (periféricos)
Comunicação de dados – dados entregues por uma distancia maior, ou para um dispositivo remoto
Funções do computador
Controle
Coordena o funcionamento das 3 funções anteriores
É exercido por quem fornece instruções ao computador
Gerencia os recursos do computador e coordena o desempenho de suas partes funcionais como resposta às instruções
Funções do computador
Aparato de movimentação dos dados
Mecanismo de controle
Capacidade de armazenamento de dados
Capacidade de processamento de dados
Ambiente Operacional (Origem e destino dos dados)
Movimentação
Movimentação
Controle
Armazenamento
Processamento
Armazenamento
Movimentação
Controle
Armazenamento
Processamento
Processamento de dados armazenados
Movimentação
Controle
Armazenamento
Processamento
Processamento de dados (envolvendo ambiente externo)
Movimentação
Controle
Armazenamento
Processamento
Estrutura do computador
Existem quatro componentes estruturais principais em um computador:
Unidade central de processamento (CPU): controla a operação do computador e realiza suas funções de processamento de dados; normalmente é chamado apenas de processador
Memória principal: armazena dados
E/S: move dados entre o computador e seu ambiente externo.
Interconexão do sistema: Algum mecanismo que oferece comunicação entre CPU, memória principal e E/S
Estrutura do computador
E/S
Barramento 
do sistema
Memória principal
CPU
CPU
Registradores
Barramento 
interno
ALU
Unidade de Controle
Unidade de controle
Lógica de 
sequenciação
Registradores e 
decodificadores 
da UC
Memória de controle
Exercício
Qual é, em termos gerais, a distinção entre a organização e arquitetura do computador?
Existem duas abordagens possíveis para o estudo do funcionamento de um computador. Descreva cada uma resumidamente com suas palavras. Baseado nessas descrições, Responda: Qual delas é mais adequada ao estudo de Arquitetura de computadores?
Qual é, em termos gerais, a distinção entre os conceitos de estrutura e função do computador
Quais são as quatro principais funções do computador? Fale concisamente sobre cada uma.
Liste e defina resumidamente os principais componentes estruturais de um computador.