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EC01008 – Arquitetura e Organizac¸a˜o de Computadores
Evoluc¸a˜o e desempenho do computador
Ronaldo de Freitas Zampolo
FCT-ITEC-UFPA
Agenda . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
Destaques da histo´ria 3
Lei de Moore 11
Fam´ılias de computadores 14
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Agenda
Destaques da histo´ria
Lei de Moore
Fam´ılias de computadores
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Destaques da histo´ria 3 / 21
ENIAC - generalidades
■ ENIAC: Electronic Numerical Integrator And Computer
■ Foi o primeiro computador eletroˆnico de propo´sito geral constru´ıdo
■ Projeto e coordenac¸a˜o:
◆ John Adam Presper “Pres” Eckert Jr. (engenheiro eletricista, Filade´lfia, 9/abr/1919 - Bryn
Mawr, 3/jun/1995)
◆ John Mauchly (f´ısico, Cincinatti, 30/ago/1907 - Ambler, 8/jan/1980)
■ Local: Universidade da Pensilvaˆnia
■ Quando: 1943 - 1946 (projeto e construc¸a˜o); usado ate´ 1955
■ Objetivo: Tabelas de trajeto´ria para armas
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Universidade da Pensilvaˆnia
■ Localizac¸a˜o: Philadelphia, Pensilvaˆnia, EUA
■ Fundada por Benjamin Franklin (17/jan/1706 - 17/abr/1790)
■ E´ a quarta mais antiga instituic¸a˜o de ensino superior (1749) e tida como a primeira universidade
dos Estados Unidos
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ENIAC - caracter´ısticas
■ Operac¸a˜o em base decimal (na˜o bina´rio)
■ 17 468 va´lvulas, 7 200 diodos a cristal, 1 500 rele´s, 70 000 resistores, 10 000 capacitores e perto
de 5 milho˜es de junc¸o˜es soldadas a` ma˜o !!!
■ 20 acumuladores de 10 d´ıgitos
■ Programado manualmente por chaves
■ 30 toneladas
■ 167 metros quadrados
■ 160 kW de poteˆncia
■ 5 000 adic¸o˜es por segundo.
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Programando o ENIAC
Treˆs programadoras do ENIAC em ac¸a˜o...
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Arquitetura de Von Neumann
■ Conceito de programa armazenado
■ Memo´ria principal armazenando programas e dados
■ ALU operando sobre dados bina´rios
■ Unidade de controle
■ Equipamento de entrada e sa´ıda
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Arquitetura de Von Neumann
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Ma´quina IAS - generalidades
■ IAS: Institute os Advanced Studies (Princeton, Nova Jersey, EUA)
■ John von Neumann (28/dez/1903 - 8/fev/1957)
■ Per´ıodo de construc¸a˜o: 1945 - 1951
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Ma´quina IAS - caracter´ısticas
■ 1000 “palavras” de 40 bits
◆ Nu´mero bina´rio
◆ 2 instruc¸o˜es de 20 bits
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Ma´quina IAS - diagrama
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Ma´quina IAS - fluxograma de operac¸a˜o
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Ma´quina IAS - instruc¸o˜es
EC01008 AOC Evoluc¸a˜o e desempenho do computador – note 2 of slide 9
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Exerc´ıcios
1. O ENIAC era uma ma´quina decimal, onde um registrador era representado por um anel de 10 va´lvulas. A qualquer
momento, somente uma va´lvula estava no estado ON. Supondo que o ENIAC tivesse a capacidade de ter va´rias
va´lvulas no estado ON e OFF simultaneamente, por que essa representac¸a˜o e´ “esbanjadora” e que faixa de valores
poderiam ser representadas usando 10 va´lvulas?
2. Dado o conteu´do de memo´ria do computador IAS, apresentado a seguir, mostre o co´digo em linguagem de
montagem associado, comec¸ando no enderec¸o 08A. Explique tambe´m o que esse programa faz.
Enderec¸o Conteu´do
08A 010FA210FB
08B 010FA0F08D
08C 020FA210FB
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Gerac¸o˜es
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Lei de Moore
■ Gordon Earle Moore (3/jan/1929): qu´ımico, co-fundador da Intel Corporation
■ A capacidade de integrac¸a˜o dobra a cada dezoito meses
■ “The complexity for minimum component costs has increased at a rate of roughly a factor of two per year...
Certainly over the short term this rate can be expected to continue, if not to increase. Over the longer term, the
rate of increase is a bit more uncertain, although there is no reason to believe it will not remain nearly constant for
at least 10 years. That means by 1975, the number of components per integrated circuit for minimum cost will be
65,000. I believe that such a large circuit can be built on a single wafer.”
(Cramming more components onto integrated circuits, Electronics Magazine 19 April 1965)
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Lei de Moore
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Lei de Moore
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Fam´ılias de computadores 14 / 21
IBM se´rie 700/7000
Ma´quinas da primeira (va´lvula) e segunda (transistor) gerac¸o˜es
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Configurac¸a˜o do IBM 7094
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IBM se´rie 360
■ Ma´quinas da terceira gerac¸a˜o (circuitos integrados)
■ Ano de 1964;
■ Substituiu (incompat´ıvel com) se´rie 7000;
■ Primeira “fam´ılia” planejada de computadores;
■ Conjuntos de instruc¸o˜es semelhantes ou iguais;
■ SO semelhante ou igual.
■ Diferentes velocidades, portas de E/S, memo´ria, custo, etc.
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Evoluc¸a˜o da fam´ılia IBM 360
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Processadores Intel - anos 70
■ 4004: 1971, 108 kHz, 4 bits, 2 300 trans., 640 bytes;
■ 8008: 1972, 108 kHz, 8 bits, 3 500 trans., 16 KB;
■ 8080: 1974, 2 MHz, 8 bits, 6 000 trans., 64 KB;
■ 8086: 1978, 5 (8,10) MHz, 16 bits, 29 000 trans., 1 MB;
■ 8088: 1978, 5 (8) MHz, 8 bits, 29 000 trans., 1 MB;
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Processadores Intel - anos 80
■ 80286: 1982, 6-12,5 MHz, 16 bits, 134 000 trans., 16 MB, 1 GB;
■ 386TM DX : 1985, 16-33 MHz, 32 bits, 275 000 trans., 4 GB, 64 TB;
■ 386TM SX : 1988, 16-33 MHz, 16 bits, 275 000 trans., 16 MB, 64 TB;
■ 486TM DX CPU: 1989, 25-50 MHz, 32 bits, 1,2 milha˜o trans., 4 GB, 64 TB, 8 KB;
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Processadores Intel - anos 90
■ 486TM SX: 1991, 16-33 MHz, 32 bits, 1,185 milha˜o trans., 4 GB, 64 TB, 8 KB;
■ Pentium: 1993, 60-166 MHz, 32 bits, 3,1 milho˜es trans., 4 GB, 64 TB, 8 KB;
■ Pentium Pro: 1995, 150-200 MHz, 64 bits, 5,5 milho˜es trans., 64 GB, 64 TB, 512 KB (L1), 1 MB
(L2);
■ Pentium II: 1997, 200-300 MHz, 64 bits, 7,5 milho˜es trans., 64 GB, 64 TB, 512 KB (L2);
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Processadores Intel - mais recentes
■ Pentium III: 1999, 450-360 MHz, 64 bits, 9,5 milho˜es trans., 64 GB, 64 TB, 512 KB (L2);
■ Pentium 4: 2000, 1,3-1,8 GHz, 64 bits, 42 milho˜es trans., 64 GB, 64 TB, 256 KB (L2);
■ Core 2 Duo: 2006, 1,06-1,2 GHz, 64 bits, 167 milho˜es trans., 64 GB, 64 TB, 2 MB (L2);
■ Core 2 Quad: 2008, 3 GHz, 64 bits, 820 milho˜es trans., 64 GB, 64 TB, 6 MB (L2);
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Tarefa
1. Fac¸a a leitura da parte no livro texto que trata dos processadores ARM
EC01008 AOC Evoluc¸a˜o e desempenho do computador – note 1 of slide 21
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	Agenda
	Destaques da história
	ENIAC - generalidades
	ENIAC - características
	Arquitetura de Von Neumann
	Arquitetura de Von Neumann
	Máquina IAS - generalidades
	Máquina IAS - características
	Máquina IAS - diagrama
	GeraçõesLei de Moore
	Lei de Moore
	Lei de Moore
	Lei de Moore
	Famílias de computadores
	IBM série 700/7000
	Configuração do IBM 7094
	IBM série 360
	Evolução da família IBM 360
	Processadores Intel - anos 70
	Processadores Intel - anos 80
	Processadores Intel - anos 90
	Processadores Intel - mais recentes