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Mario A. Monteiro ARQUITETURA DE COMPUTADORES Unidade 1 - INTRODUÇÃO Item 1.1 CONCEITOS DE PROCESSAMENTO DE DADOS Mario A. Monteiro ARQUITETURA DE COMPUTADORES SUMÁRIO � A ORIGEM DO PROCESSAMENTO DE DADOS � O COMPUTADOR (componentes) � Sistemas � Processamento de Dados � Dado e Informação � Sistema de Processamento de Dados (Computador) � Algoritmos e Linguagens de Programação � EVOLUÇÃO DOS COMPUTADORES CONCEITOS DE PROCESSAMENTO DE DADOS Mario A. Monteiro ARQUITETURA DE COMPUTADORES A ORIGEM DO PROCESSAMENTO DE DADOS E DOS COMPUTADORES CONCEITOS DE PROCESSAMENTO DE DADOS Mario A. Monteiro ARQUITETURA DE COMPUTADORES Inicialmente...... � As pessoas manipulavam elementos de informações para registrar negócios (trocas) .... Depois..... � Precisaram registrar informações de compras e vendas realizadas, com clientes E ...... � Também faziam operações aritméticas simples e em sequência , como atualização de dados bancários ou de itens de estoque ou registros acadêmicos. CONCEITOS DE PROCESSAMENTO DE DADOS Mario A. Monteiro ARQUITETURA DE COMPUTADORES A manipulação de Informações, realizada de forma manual tem semelhança com o processamento de dados realizado atualmente de forma automática A palavra DADOS e a expressão PROCESSAMENTO DE DADOS surgiram com a tecnologia de informação (TI), CONCEITOS DE PROCESSAMENTO DE DADOS Mario A. Monteiro ARQUITETURA DE COMPUTADORES O que significa processar dados? Ou computar? Mario A. Monteiro ARQUITETURA DE COMPUTADORES Um banco deseja atualizar o saldo de uma conta corrente de um cliente, depois de ter sido apresentado um cheque para ser debitado daquela c/c. O funcionário responsável adotaria basicamente o seguinte o procedimento (que deveria constar de um manual de tarefas): � Identificar a c/c e obter o saldo existente � Registrar o valor do saldo e o valor do cheque � Efetuar operação de subtração: saldo menos cheque � Registrar o novo saldo onde constam os dados do cliente CONCEITOS DE PROCESSAMENTO DE DADOS Mario A. Monteiro ARQUITETURA DE COMPUTADORES EM CONJUNTO, ESTAS QUATRO FRASES CONSTITUEM UM PROCESSAMENTO Cada uma delas é uma etapa do referido processamento Mario A. Monteiro ARQUITETURA DE COMPUTADORES Como as etapas são ordenadas sequencialmente segundo uma lógica definida, e que resulta na obtenção do novo saldo da c/c, chama-se a esse conjunto de etapas de A L G O R I T M OA L G O R I T M O Mario A. Monteiro ARQUITETURA DE COMPUTADORES Então, O processamento de dados consiste na realização (ou implementação) de um A L G O R I T M OA L G O R I T M O Mario A. Monteiro ARQUITETURA DE COMPUTADORES � SISTEMA - Conjunto de partes coordenadas que concorrem para a realização de um determinado objetivo - que, usualmente, dá nome ao sistema. SISTEMAS DE PD EXEMPLOS DE SISTEMAS Mario A. Monteiro ARQUITETURA DE COMPUTADORES � COMPUTAÇÃO Pode ser entendido como a realização de cálculos de forma ordenada ou como sendo apenas uma atividade de manipulação de valores SISTEMAS DE PD Mario A. Monteiro ARQUITETURA DE COMPUTADORES Um computador é uma máquina projetada para manipular (processar) dados. Mario A. Monteiro ARQUITETURA DE COMPUTADORES Esta máquina possui diversos componentes físicos e de outra natureza (lógicos) Sendo assim... Mario A. Monteiro ARQUITETURA DE COMPUTADORES É considerado um SISTEMA DE COMPUTAÇÃO ou SISTEMA DE PROCESSAMENTO DE DADOS Mario A. Monteiro ARQUITETURA DE COMPUTADORES � SISTEMA DE COMPUTAÇÃO - Conjunto de partes coordenadas que concorrem para a realização do objetivo de computar ou manipular elementos (dados). Como a língua inglesa não possui uma palavra adequada para traduzir a manipulação de dados, usa-se naquela linguagem o termo Data Processing para significar a manipulação de dados, o que traduziu-se para Processamento de Dados. Mario A. Monteiro ARQUITETURA DE COMPUTADORES Processamento de dados (Data Processing) consiste de uma série de atividades ordenadamente realizadas (“receita de bolo”), com o objetivo de produzir um arranjo determinado de informações a partir de outras obtidas inicialmente. É COMUM USAR-SE SINONIMAMENTE OS TERMOS: COMPUTAÇÃO ou PROCESSAMENTO DE DADOS PROCESSAMENTO DE DADOS (Computação) Mario A. Monteiro ARQUITETURA DE COMPUTADORES DADO e INFORMAÇÃO Dado - Refere-se a matéria prima a ser computada. Informação – É o resultado da computação. EXEMPLO: Para calcular o tal saldo de conta corrente: - o valor da conta corrente atual e do cheque – são os DADOS - o passo a passo para a referida atualização – é o ALGORITMO (processamento) - o resultado da divisão da soma total de notas pela quantidade de alunos, que se denomina media - INFORMAÇÃO Mario A. Monteiro ARQUITETURA DE COMPUTADORES Algoritmo para soma de 100 números (1 a 100) O algoritmo pode ser formalizado em comandos de uma linguagem de programação, entendida pelo sistema de computação. Instruções PROCESSAMENTO DE DADOS Mario A. Monteiro ARQUITETURA DE COMPUTADORES PROCESSAMENTO DE DADOS Pode-se observar que, para realizar o algoritmo (o processamento de dados) é necessário basicamente: Obter os dados que serão processados (computados) (ENTRADA) Elaborar a sequencia de passos do algoritmo) (PROCESSAMENTO) Registrar ou guardar a informação resultante do processamento. (SAÍDA) Mario A. Monteiro ARQUITETURA DE COMPUTADORES PROGRAMA DE COMPUTADOR � Quando o processamento dos dados passa a ser realizado de forma automática por uma máquina (computador), o conjunto de etapas do processamento (algoritmo) é chamado de PROGRAMA e cada uma das etapas é denominada INSTRUÇÃO (ou Instrução de Máquina) Mario A. Monteiro ARQUITETURA DE COMPUTADORES PROCESSAMENTO DE DADOS � ETAPAS DE UMA COMPUTAÇÃO (processamento de dados) Dados Processamento Informação Entrada Sequência de instruções Saída Sequência de instruções (receita de bolo) Algoritmo Programa Mario A. Monteiro ARQUITETURA DE COMPUTADORES COMPUTAÇÃO A computação pode ser realizada de forma manual (como acontecia antes da invenção dos computadores) ou por meio de uma máquina (o computador). A máquina que realiza diretamente as etapas de uma computação consiste de um conjunto de componentes físicos (HARDWARE). O hardware (os componentes) são instruidos passo a passo (ALGORITMO) para realizar as tais etapas. Isto é o SOFTWARE. Dados Processamento Informação Mario A. Monteiro ARQUITETURA DE COMPUTADORES SISTEMAS DE PD O hardware é construido com circuitos eletrônicos (principalmente Transistores (que agem como porta binária) Para os circuitos serem simples, eles realizam apenas operações muito simples, chamadas de primitivas EXEMPLOS DE PRIMITIVAS � somar 2 números e armazenar resultado � verificar se um valor é igual a zero. � mover uma número de um local de armazenamento para outro Mario A. Monteiro ARQUITETURA DE COMPUTADORES Como estas primitivas são executadas pelo hardware chamam-se Instruções de Máquina, sempre representadas por um conjunto de algarismos binários – BITS, os quais podem ser entendidos como um número. Um conjunto de instruções caracteriza um PROGRAMA e, no caso, este programa é também chamado de Código Binário. INSTRUÇÃO DE MÁQUINA SISTEMAS DE PD Mario A. Monteiro ARQUITETURA DE COMPUTADORES SISTEMAS DE PD CÓDIGO BINÁRIO (ou Linguagem de Máquina) LINGUAGEM ASSEMBLY (linguagem de máquina, porém simbólica) LINGUAGEM DE ALTO NÍVEL 01010101000011000011110010100000 00010111110110011111001001000100 push ebp mov ebp, esp add esp, -$0c mov [ebp-$04],eax #include <stdio.h> unsigned long amount = 1000, retirada, deposito; int escolha, senha, k; Mario A. Monteiro ARQUITETURA DE COMPUTADORES Programa escrito em linguagens diferentes CODIGO FONTE C #include <stdio.h> unsigned long amount = 1000, retirada, deposito; int escolha, senha, k; char transacao = 'y'; void main() { while (senha != 1520) { printf("ENTRE COM SENHA:"); scanf("%d", &senha); if (senha != 1520) } do { printf("INICIE SERVICOS\n"); printf("1.Retirada\n"); printf("2. Deposito\n"); printf("3. Encerra\n"); scanf("%d", &escolha); switch (escolha) { SISTEMAS DE PD Mario A. Monteiro ARQUITETURA DE COMPUTADORES Linguagem Delphi Procedure Tform1.TesteAsm; var I, Total:Integer; begin Total:=0; For I:=1 To 5 do Total:=Total+10; End; Linguagem Assembler push ebp mov ebp, esp add esp, -$0c mov [ebp-$04], eax xor eax, eax mov [ebp-$0c], eax mov[ebp-$08], $00000001 add dword ptr [ebp-$0c], $0a inc dword ptr [ebp-$08] cmp dword ptr [epb-$08], $06 jnz TForm1.TestAsm + $15 mov esp, ebp pop ebp ret Linguagem de Máquina (binário) 01010101000011000011110010100000 00010111110110011111001001000100 10000011110001001111010000000001 10001001010001011111110011111100 00110011110011011010101001000000 100010010100010111111100 11111111 11000111010001011111000010000001 10000011010001011111010000001010 111111110100010111111000 0010100 10000011011111011111100000000110 0111010111110011 100100010000000 1000101111100101 10101010000000 SISTEMAS DE PD Programa escrito em linguagens diferentes Mario A. Monteiro ARQUITETURA DE COMPUTADORES ORGANIZAÇÃO FUNCIONAL DE UM S. C � ARQUITETURA DE COMPUTADORES E � IMPLEMENTAÇÃO DE COMPUTADORES PROJETO DE SISTEMAS DE COMPUTAÇÃO (COMPUTADORES) Mario A. Monteiro ARQUITETURA DE COMPUTADORES � Trata de aspectos de interesse do programador � Ex.: conjunto de instruções do processador, tamanho da palavra, modos de endereçamento de instruções, etc ≠ ARQUITETURA DE COMPUTADORES IMPLEMENTAÇÃO DE COMPUTADORES � Trata de aspectos desnecessários ao programador � Ex.: tecnologia usada na construção da memória, a frequencia do relógio, sinais de controle para iniciar as microperações, etc ORGANIZAÇÃO FUNCIONAL DE UM S. C Mario A. Monteiro ARQUITETURA DE COMPUTADORES SURGIMENTO E EVOLUÇÃO DOS COMPUTADORES Mario A. Monteiro ARQUITETURA DE COMPUTADORES SURGIMENTO DOS COMPUTADORES E, além destes, possue ainda um outro componente Considerando-se as etapas de um processamento de dados os arquitetos que projetaram os computadores imaginaram que eles deveriam possuir basicamente os seguintes grandes módulos (componentes) PROCESSADOR ENTRADA SAÍDA MEMÓRIA (dispositivo para armazenamento) Mario A. Monteiro ARQUITETURA DE COMPUTADORES EVOLUÇÃO HISTÓRICA Década de 1940 – surgimento dos primeiros sistemas de computação eletrônicos ENIAC (1946) 1960/70 – Criação da Intel (69) e AMD (70). Surge 1o microprocessador (4004) Intel 4004 (1971) Mario A. Monteiro ARQUITETURA DE COMPUTADORES Primeiro computador comercial – Univac – 1951 Mario A. Monteiro ARQUITETURA DE COMPUTADORES Intel 8080 - 1974 Intel 8080/8085 - 5 000 transistores - cálculo com 8 bits - memória: 64 K PRIMEIRO MICROPROCESSADOR COMERCIAL Mario A. Monteiro ARQUITETURA DE COMPUTADORES 386 275000 T Pentium 4 AMD Athlon Itanium 400 milhôes T Intel i3 MICROPROCESSADORES Mario A. Monteiro ARQUITETURA DE COMPUTADORES AMD Phenon II INTEL i7 Mario A. Monteiro ARQUITETURA DE COMPUTADORES Primeiro microcomputador no mercado: ALTAIR - 1975 Mario A. Monteiro ARQUITETURA DE COMPUTADORES Impactos da evolução da computação entre 1980 - 2010 � A Lei de Moore – crescimento sistemático de desempenho anual � Crescimento vertiginoso da quantidade e tipos de aplicações para computação. � Surgimento dos microprocessadores, levando ao uso da computação pessoal e, posteriormente, com mobilidade � Maior facilidade e flexibilidade no desenvolvimento de software, com surgimento de C++, Java, Phyton, Lua, etc SOLUÇÃO PARA AUMENTO DE DESEMPENHO: PARALELISMO Mario A. Monteiro ARQUITETURA DE COMPUTADORES Efeito da Lei de Moore
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