Arquitetura e Organização de Computadores

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Arquitetura e Organização de 
Computadores
Fernando Fonseca Ramos
Faculdade de Ciência e Tecnologia de Montes Claros
Fundação Educacional Montes Claros
Compiladores – Fernando Ramos
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Arq. e Org. de Computadores
• 1- Conceitos Básicos de AOC
– 1.1 – Processamento de Dados
– 1.2 – Hardware e Software
– 1.3 – Computadores Digitais
– 1.4 – Sistemas
– 1.5 – Sistemas de Computação
• 2- Histórico
• 3- Tendências
• 4- Fauna Computacional
• 5- Exemplos de Família de Computadores
• 6- Exercícios
Índice
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Arq. e Org. de Computadores
1.1 - Processamento de Dados
• O termo processamento de dados consiste, em uma série de atividades
realizadas, com o objetivo de produzir um arranjo determinado de
informações a partir de outras obtidas inicialmente.
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1- Conceitos Básicos de AOC
-Um computador é uma máquina
(conjunto de partes eletrônicas e
eletromecânicas) capaz de
coletar, manipular e fornecer os
resultados da manipulação de
informações para um ou mais
objetivos.
- Por ser uma máquina composta
de vários circuitos e
componentes eletrônicos,
também foi chamado
processamento eletrônico de
dados.
1.1 - Processamento de Dados
• Os termos dado e informação podem ser tratados como sinônimos ou como
termos distintos;
dado pode ser definido como a matéria-prima originalmente obtida 
de uma ou mais fontes (etapa de coleta)
informação pode ser definido como o resultado do processamento,
ou seja, é o dado processado ou “acabado”
• Atualmente a utilizada dos computadores deixou de ser apenas importante
para se tornar essencial em praticamente todo tipo de atividade.
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1- Conceitos Básicos de AOC
1.1 - Processamento de Dados
• O avanço tecnológico na área de telecomunicações também contribuiu de
modo considerável para o crescimento do uso de computadores.
– O exemplo mais claro é o da Internet.
• Quando se estuda ou analisa um computador, podemos tratar o assunto sob
dois pontos de vista diferentes:
– A organização (ou implementação) do computador.
– A arquitetura do computador
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1- Conceitos Básicos de AOC
Arq. e Org. de Computadores
1.1 - Processamento de Dados
Organização de Computadores:
• Trata os aspectos relativos aos componentes físicos específicos.
• Trata das unidades operacionais e suas interconexões.
• Implementam as especificações da sua arquitetura.
• A organização dos computadores são transparentes para o programador.
Exemplos: 
-freqüência do relógio,
-sinais de controle,
-padrões de interface com periféricos
-tecnologia de memória utilizada, etc.
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1- Conceitos Básicos de AOC
Arq. e Org. de Computadores
1.1 - Processamento de Dados
Arquitetura de Computadores:
• Trata os atributos de um sistema visíveis para o programador.
• Atributos que têm impacto direto sobre a execução lógica de um programa.
• Lida com o funcionamento do sistema computacional
Exemplos: 
-conjunto de instruções
-número de bits para representação dos dados
-mecanismos de E/S
-técnicas de endereçamento de memória
-disponibilidade na memória
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1- Conceitos Básicos de AOC
Arq. e Org. de Computadores
1.2 – Hardware e Software
Hardware:
• É a parte física do computador, ou seja, é o conjunto de componentes
eletrônicos, circuitos integrados e placas, que se comunicam através de
barramentos.
• Exemplos:
– CPU
– Monitor
– Mouse
– Teclado
– Placa de Vídeo
– Placa de Som
– Impressora
– Modem
– Memória RAM
– Cooler
– Máquina Fotográfica
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1- Conceitos Básicos de AOC
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1.2 – Hardware e Software
Software:
• É a parte lógica do computador, ou seja, é o conjunto de instruções e dados
processado pelos circuitos eletrônicos do hardware.
• Toda interação dos usuários de computadores modernos é realizada
através do software.
• Exemplos:
– Sistemas Operacionais (Linux, Mac OS, Windows, etc.)
– Microsoft Office, OpenOffice
– Nero
– Adobe Photoshop
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1- Conceitos Básicos de AOC
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1.3 – Computadores Digitais
• O computador é constituído de um conjunto de componentes (hardware),
capaz de realizar uma série de tarefas, de acordo com a seqüência de
ordens dadas aos componentes, sendo essas ordens (ou instruções)
denominadas de software.
• Internamente um computador precisa ter um processo qualquer para
representar os dados que irá manipular (processar) e as instruções/ordens
dadas aos seus componentes.
• Exemplos:
– captar um valor no dispositivo de entrada,
– somar um valor com outro,
– mover um valor de um local para outro,
– colocar um valor na porta de saída, etc.
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1- Conceitos Básicos de AOC
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1.3 – Computadores Digitais
• O ser humano para representar qualquer informação, utiliza combinações 
de símbolos, como por exemplo:
– caracteres alfabéticos (as letras, que podem ser maiúsculas e minúsculas: a, A, G, x)
– caracteres numéricos ou números, formados por conjuntos de algarismos: 126, 7, 34)
– sinas de pontuação: - + , ; (
– Sinais representativos de operações matemáticas: + * /, etc...
• No caso dos computadores, também há necessidade de se definir uma
forma de representar internamente os dados que ele recebe e processa.
• Tratando-se de uma máquina, que é constituída basicamente por
componentes eletrônicos, ficou definido pelos seus criados que utilizariam
os dígitos numéricos para representar essas informações.
• Esses dígitos são internamente representados por valores de tensão, um
nível de tensão para cada símbolo diferente.
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1- Conceitos Básicos de AOC
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1.3 – Computadores Digitais
• Considerando que para os humanos é fácil criar e memorizar diversos 
símbolos diferentes, um para cada dado individual de informação. A grosso 
modo podemos imaginar, cerca de 80 símbolos diferentes, entre os abaixo:
– 26 símbolos para caracteres alfabéticos minúsculos
– 26 símbolos para caracteres alfabéticos maiúsculos
– 4 símbolos para sinais de pontuação: . , ; :
– 10 símbolos para caracteres numéricos: 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 
– 4 símbolos representativos de operações aritméticas: + - * /
– n outros símbolos, como: ( ) [ ] “ ? < > % # &
• Dessa forma ficaria extremamente difícil para engenheiros criar mais de 80 
níveis diferentes de tensão, um para cada símbolos a ser usado.
• Dessa forma, optou-se por representar internamente os dados e instruções 
através de algarismos, ou quais são convertidos para sinais de tensão 
conforme o valor de cada algarismo.
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1- Conceitos Básicos de AOC
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1.3 – Computadores Digitais
• Como costumamos usar o sistema decimal para numerar e processar
matematicamente grandezas, seria aceitável e compreensível que os
computadores fossem criados utilizando algarismos decimais para
representação interna.
• Tanto que um dos primeiros computadores o ENIAC, criado em 1946, foi
projetado usando um sistema decimal internamente.
• Mas essa forma de representação revelou-se desvantajosa em relação ao
custo e confiabilidade, como consumo de energia, dissipação de calor, etc,
devido a necessidade de usar 10 diferentes níveis de tensão.
• Considerando essas desvantagens, foi proposto então utilizar o sistema
binário, uma vez que o mesmo permitiria um menor custo e maior
confiabilidade, além de outras vantagens em relação ao hardware e as
lógicas de programação.
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1- Conceitos Básicos de AOC
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1.4 – Sistemas
• A definição de sistemas mais genérica é:
– Conjunto de partes coordenadas que concorrem para a realização de
um determinado objetivo.
• Atualmente esseconceito está presente em quase todas as áreas de
desenvolvimento comercial, científico, industrial e social.
• O processamento eletrônico de dados, devido à sua própria natureza, é
chamado de sistema de computação. É sistema porque é um conjunto de
partes que se coordenam (o teclado, a memória, o processador, os
dispositivos periféricos, os programas) para a realização de um objetivo:
computar (por isso é um sistema de computação).
• Computar significa calcular, realizar cálculos matemáticos. Os
computadores são máquinas de computar, de calcular, de realizar
operações matemáticas.
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1- Conceitos Básicos de AOC
Arq. e Org. de Computadores
1.4 – Sistemas
• Um computador realiza contínuas e constantes manipulações de dados.
Essa manipulação dos dados, realizada segundo instruções de um
programa, é chamada de processamento de dados.
• Sistemas de processamento de dados são responsáveis pela coleta,
armazenamento, processamento e recuperação dos dados necessários ao
funcionamento de um outro sistema maior: o sistema de informações.
• O sistema de informações pode ser conceituado como o conjunto de
métodos, processos e equipamentos necessários para se obter, processar e
utilizar informações dentro da empresa.
• Em qualquer organização, os sistemas de informações se desenvolvem
segundo duas dimensões: os componentes da organização, isto é, seus
diversos setores funcionais, e o nível de decisão, o qual obedece a uma
hierarquia clássica, de níveis:
– nível operacional (de execução e competência dos menores escalões).
– nível gerencial (de competência da gerência setorial)
– alto nível da organização (de competência da diretoria) Compiladores – Fernando Ramos
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1- Conceitos Básicos de AOC
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1.5 – Sistemas de Computação
• Qualquer processamento de dados requer a execução de uma série de
etapas, que podem ser realizadas de forma manual ou automática por um
computador.
• Essas etapas, elaboradas e executadas passo a passo, constituem o que se
chama de programa.
• Cada um desses passos é uma diferente instrução.
• O programa é um conjunto de instruções.
• O grupo de passos ou etapas finitas constitui um algoritmo.
Exemplo: algoritmo para soma de 100 número
– 1. Escrever e guardar N=0 e SOMA=0
– 2. Ler número da entrada
– 3. Somar valor do número ao de SOMA e guardar resultado como SOMA.
– 4. Somar 1 ao valor de N e guardar resultado como novo N
– 5. Se valor de N for menor que 100, então passar para item 2
– 6. Senão: imprimir valor de SOMA
– 7. Parar Compiladores – Fernando Ramos
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1- Conceitos Básicos de AOC
Arq. e Org. de Computadores
• 1- Conceitos Básicos de AOC
• 2- Histórico
– 2.1 Época dos Dispositivos Mecânicos ( até 1880 )
– 2.2 Época dos Dispositivos Eletromecânicos (1880 - 1930)
– 2.3 Época dos Componentes Eletrônicos (1930 - 1945)
– 2.4 Evolução dos Computadores
• 3- Tendências
• 4- Fauna Computacional
• 5- Exemplos de Família de Computadores
• 6- Exercícios
Índice
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Arq. e Org. de Computadores
2.1 – Época dos Dispositivos Mecânicos (3000 a.C. – 1880)
• O conceito de efetuar cálculos com algum tipo de equipamento vem dos
chineses, com registros de sua existência em 2500 a 3000 a.C.
• Esses equipamentos eram chamados de ábacos.
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2- Histórico
• Esse dispositivo permitia a contagem
de valores, tornando possível aos
comerciantes babilônicos registrar
dados numéricos sobre suas
colheitas.
• Em 1500, Leonardo da Vinci inventa
o calculador mecânico.
• Em 1961 aparece a conhecida régua
de cálculo.
Arq. e Org. de Computadores
2.1 – Época dos Dispositivos Mecânicos (3000 a.C. – 1880)
• No século XVII (em 1642) surge a máquina de cálculos, proposta por Blaise
Pascal, que realização operações aritméticas de soma e subtração através
de rodas e engrenagens dentadas.
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2- Histórico
• Embora rudimentar, era eficaz
para sua época, sendo
inteiramente mecânica, pois
funcionava por comando de uma
manivela.
• A linguagem de programação
PASCAL foi assim chamada em
honra desde cientista pelo seu
trabalho pioneiro em matemática
e também devido a sua invenção.
Arq. e Org. de Computadores
2.1 – Época dos Dispositivos Mecânicos (3000 a.C. – 1880)
• Algum tempo depois, surge a Pascalina, inventada pelo filósofo e
matemático Gottfried Leibniz e que era capaz de realizar as operações de
multiplicação e divisão além das operações de soma e subtração.
• A primeira utilização prática de dispositivos mecânicos para computar dados
automaticamente veio através da tecelagem somente após o ano de 1800.
• Em 1801, Joseph Jacquard produziu com sucesso um retrato em tecelagem
• Em 1823, foi realizado pelo inglês Charles Babbage, um dos últimos e mais
importantes trabalhos pioneiros em computação por processos.
• Em seu trabalho, Babbage projetou dois tipos de máquinas:
– Máquina de diferenças: basicamente funções de uma calculadora.
– Máquina analítica: possuía capacidade de programação e memória.
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2- Histórico
Arq. e Org. de Computadores
2.2 – Época dos Dispositivos Eletromecânicos (1880 - 1930)
• Com a invenção do motor elétrico no fim do século XIX, surgiu uma grande
quantidade de máquinas baseadas nas máquinas de Pascal.
• Em 1889, Herman Hollerith desenvolveu o cartão perfurado para guardar
dados e também uma máquina tabuladora mecânica, acionada por um
motor elétrico, que contava, classificava e ordenava informações
armazenadas em cartões perfurados.
• Em 1890 o Bureau of Census dos EUA contratou Hollerith para utilizar sua
máquina tabuladora na apuração de dados do censo de 1890.
• Em 1896, foi criado a Tabulating Machine Company, por onde Hollerith
vendia uma linha de máquinas de tabulação em cartões perfurados.
• Em 1914, um banqueiro persuadiu três companhias a se juntarem, inclusive
a empresa de Hollerith, formando assim a Computer Tabulating Recording
Corporation.
• Em 1924, essa empresa contrata o Thomas Watson como gerente geral e
este mudou o nome da companhia para IBM.
Internacional Business Machines
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2- Histórico
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2.3 – Época dos Componentes Eletrônicos (1930 - 1945)
• Em 1935, surgiu a primeira máquina de calcular eletrônica, criada pelo
estudante de engenharia, o alemão Konrad Zuse (foto).
• Em 1936, já formado, Zuse criou sua primeira máquina, chamada Z1,
baseada em relés mecânicos, que usava um teclado como dispositivo de
entrada e lâmpadas como dispositivos de saídas.
• Em 1939, o cientista John Vincent Atanasoff, projetou uma máquina
calculadora para resolver equações lineares.
• Em 1941, após alguns aperfeiçoamentos Zuse criou o seu primeiro
computador, que utilizava relés eletromecânicos e era controlado por
programa.
• Em 1943, o cientista matemático inglês Alan Turing criou o primeiro
computador eletrônico com válvulas eletrônicas chamado Colossus.
• Em 1944, o físico matemático americano Howard Aiken, cria o Mark I
através de um projeto financiado pela IBM.
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2- Histórico
Arq. e Org. de Computadores
2.3 – Época dos Componentes Eletrônicos (1930 - 1945)
Vista parcial do Mark I, com aproximadamente 15 metros de comprimento 
e 750.000 componentes.
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2- Histórico
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2.4 – Evolução dos Computadores (1945 - até quando?)
Primeira Geração: Computadores à Válvulas (1945~1955):
• 1943 - COLOSSUS: 5000 caracteres/segundo
• 1946 - ENIAC: 20 registradores, capaz de armazenar números decimais de
10 dígitos.
• EDVAC: sucessor do ENIAC.
• Máquinas IAS de Von Neumann: cria o conceito de programa armazenado,
criou o conceito de operações com binário, sua arquitetura que influenciou o
desenvolvimento dos computadores.
Possuem 4096 palavras de 40 bits, instruções de 20 bits e acumulador de
40 bits.
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2- Histórico
Arq. e Org. de Computadores
2.4 – Evolução dos Computadores (1945 - até quando?)
Primeira Geração: Computadores à Válvulas (1945~1955):
Máquina original de Von Neuman
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2- Histórico
Arq. e Org. de Computadores
2.4 – Evolução dos Computadores (1945 - até quando?)
Primeira Geração: Computadores à Válvulas (1945~1955):
• 1949 - UNIVAC: primeiro computador para fins comerciais
• 1953 - IBM 701: Memória de 2k palavras de 36 bits
• 1955 - IBM 702: 701 adaptado para uso comercial
• 1956 - IBM 704: Memória de 4k palavras de 36 bits
• 1958 - IBM 709: última máquina valvulada.
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2- Histórico
Arq. e Org. de Computadores
2.4 – Evolução dos Computadores (1945 - até quando?)
Primeira Geração: Computadores à Válvulas (1945~1955):
• IBM 709
Computador
Valvulado
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2- Histórico
Arq. e Org. de Computadores
2.4 – Evolução dos Computadores (1945 - até quando?)
Segunda Geração: Computadores com Transistores (1955~1965):
• 1954 - TX-0: primeiro computador transistorizado, criado no MIT.
• 1957 - FORTRAN: surge a primeira linguagem de alto nível.
• 1959 - IBM 7090: clock de 2µs, memória de 32k palavra de 35 bits.
Lisp: Linguagem criada para aplicações de inteligência artificial.
• 1960 - ALGOL: Linguagem precursora de linguagens como Pascal e C.
PDP-1: A DEC lança o primeiro computador com um teclado e um
monitor, que possuía 4k palavras de 8 bits e clock com períodos de 5µs.
• 1961 - IBM 1401: voltado para aplicações comerciais (4k de 8 bits).
• 1963 - ASCII: Trouxe a padronização das codificações de caracteres.
• 1964 - BASIC: Primeira versão da linguagem BASIC
Mouse: É inventado o mouse por Douglas Engelbart.
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2- Histórico
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2.4 – Evolução dos Computadores (1945 - até quando?)
Segunda Geração: Computadores com Transistores (1955~1965):
• IBM 7090
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2- Histórico
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2.4 – Evolução dos Computadores (1945 - até quando?)
Segunda Geração: Computadores com Transistores (1955~1965):
• 1964 - 6600: A Control Data Corporation (CDC), lança uma máquina
melhor que a IBM 7090. Essa máquina possuía alta velocidade, conceito de
processamento paralelo, hardware composto de um conjunto de pequenos
processadores e é conhecida atualmente como supercomputadores.
Sucessores do 6600: 7600 e Cray-1
• 1965 - Burroughs B5000: máquina que tinha como objetivo executar
programas escritos em Algo 60.
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2- Histórico
Arq. e Org. de Computadores
2.4 – Evolução dos Computadores (1945 - até quando?)
Terceira Geração: Computadores com Circuitos Integrados (1965~1980):
• 1965 - IBM System/360: família de máquinas de 16 bits, introduziu o
conceito de multiprogramação, em vez de controle por hardware, possuia 16
registradores de 32 bits, e capacidade de armazenamento na memória de
16Mbytes.
PDP-8: A DEC produz o primeiro minicomputador PDP-8.
• 1967 - PDP-11: família de máquinas de 16 bits, registradores de 32 bits,
memória orientada a byte, muito utilizada em universidades.
• 1968 - Intel: é criada a empresa Intel, fabricante de circuitos integrados.
• 1969 - Intel 4004: A Intel produziu o primeiro microprocessador de 4 bits.
• 1971 - SO Unix: Surge a primeira versão do Sistema Operacional Unix.
Disquete: A IBM desenvolveu o primeiro disquete de 8 polegadas.
• 1972 - Intel 8008: A Intel produziu o primeiro microprocessador de 8 bits.
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2- Histórico
Arq. e Org. de Computadores
2.4 – Evolução dos Computadores (1945 - até quando?)
Terceira Geração: Computadores com Circuitos Integrados (1965~1980):
Computador IBM 7090
montado com circuitos
integrados (Cis).
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2- Histórico
Arq. e Org. de Computadores
2.4 – Evolução dos Computadores (1945 - até quando?)
Terceira Geração: Computadores com Circuitos Integrados (1965~1980):
• 1974 - Linguagem C: Surge a linguagem C, bastante integrada com o
sistema operacional Unix.
• 1975 - Intel 8055: Mais rápido que o 8080, mas com os mesmos 8 bits.
Compilador BASIC: criado por Bill Gates e Paul Allen para o Atair.
• 1976 - Microsoft: Bill Gates e Paul Allen fundaram a Microsoft.
Apple: Steve Jobs e Steve Wozniak fundaram a Apple.
• 1978 - Intel 8086: Surge o primeiro microprocessador de 16 bits da Intel.
• 1979 - VisiCalc: Surge a primeira planilha eletrônica, precursora do Excel.
Intel 8088: Surge o 8088, com menor custo que o 8086.
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2- Histórico
Arq. e Org. de Computadores
2.4 – Evolução dos Computadores (1945 - até quando?)
Quarta Geração: Computadores que Utilizam VLSI (1980~?):
VLSI (Very Large Scale Integration) - Integração em escala muito alta.
Também conhecido como chips são dispositivos eletrônicos capazes de
armazenar, em um único invólucro, milhões de pequenos componentes.
• APLLE I e APLLE II: computadores pessoais, microprocessador de 8 bits
(Motorola).
• IBM-PC: se tornou padrão de computadores pessoais, microprocessador de
8 bits (8086/8088).
• OSBORNE I: primeiro computador portátil.
• Surgem os processadores de arquitetura RISC e processadores
superescalares.
Compiladores – Fernando Ramos
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2- Histórico
Arq. e Org. de Computadores
2.4 – Evolução dos Computadores (1945 - até quando?)
Quarta Geração: Computadores que Utilizam VLSI (1980~?):
Apple II
Lançado em 1977
Utilizava microprocessador
6205 de 1MHz e
4KB de memória RAM
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2- Histórico
Arq. e Org. de Computadores
2.4 – Evolução dos Computadores (1945 - até quando?)
Quarta Geração: Computadores que Utilizam VLSI (1980~?):
IBM PC (modelo 5150)
Lançado em 1981
Utilizava microprocessador
8088 de 4,77MHz e
256KB de memória RAM
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2- Histórico
Arq. e Org. de Computadores
2.4 – Evolução dos Computadores (1945 - até quando?)
Quarta Geração: Computadores que Utilizam VLSI (1980~?):
• Anos 80: surgem os processadores de arquitetura RISC (Reduced
Instruction Set Computer) em substituição a arquitetura CISC (Complex
Instruction Set Computer).
• Anos 90: surgem os processadores superescalares (execução de várias
instruções simultaneamente).
• Anos 2000: surgem os processadores com mais de um núcleo (ex. Itanium
da Intel e Opteron da AMD).
Compiladores – Fernando Ramos
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2- Histórico
Arq. e Org. de Computadores
2.4 – Evolução dos Computadores (1945 - até quando?)
Quarta Geração: Computadores que Utilizam VLSI (1980~?):
IBM PC (modelo 5150)
Lançado em 1981
Utilizava microprocessador
8088 de 4,77MHz e
256KB de memória RAM
Compiladores – Fernando Ramos
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2- Histórico
Arq. e Org. de Computadores
2.4 – Evolução dos Computadores (1945 - até quando?)
Quarta Geração: Computadores que Utilizam VLSI (1980~?):
PC Moderno (Dell Workstation)
Suporta até 2 processadores Intel
Xeon 64 bits Quad-Core de 1,6GHz
e até 64GB de memória RAM
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2- Histórico
• 1- Conceitos Básicos de AOC
• 2- Histórico
• 3- Tendências
• 4- Fauna Computacional
• 5- Exemplos de Família de Computadores
• 6- Exercícios
Arq. e Org. de Computadores
Índice
Compiladores – Fernando Ramos
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Arq. e Org. de Computadores
• Os computadores de grande porte caminham na direção do processamento
paralelo.
Exemplo: supercomputador japonês Earth Simulator (NEC)
possui 5104 processadores;
ocupa uma área equivalente a três quadras de tênis;
tem desempenho em torno de 35 teraflops;
realiza 35,86 trilhões de cálculos por segundo.
• No futuro: computadores ópticos, computadores quânticos, computadores
biológicos ...
Compiladores – Fernando Ramos
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3- Tendências
Arq. e Org. de Computadores
Earth Simulator (“Simulador da Terra”)
Compiladores – Fernando Ramos
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3- Tendências
• 1- Conceitos Básicos de AOC
• 2- Histórico
• 3- Tendências
• 4- Fauna Computacional
– 4.1 Forças Tecnológicas e Econômicas
– 4.2 Tiposde Computadores
• 5- Exemplos de Família de Computadores
• 6- Exercícios
Arq. e Org. de Computadores
Índice
Compiladores – Fernando Ramos
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Arq. e Org. de Computadores
4.1 – Forças Tecnológicas e Econômicas
• Lei de Moore (Intel): “O número de transistores integrados em um chip
dobra a cada 18 meses”.
• 1ª Lei de Nathan (Microsoft): “O software é como um gás. Ele se expande
até preencher completamente o recipiente que o contém”.
Compiladores – Fernando Ramos
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4- Fauna Computacional
Arq. e Org. de Computadores
4.1 – Forças Tecnológicas e Econômicas
A lei de Moore prevê um aumento anual de 60% no número de transistores 
que podem ser colocados em um chip. Os dados pontuais informados nesta 
figura são tamanhos de memória em bits.
Compiladores – Fernando Ramos
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4- Fauna Computacional
Arq. e Org. de Computadores
4.2 – Tipos de Computadores
Compiladores – Fernando Ramos
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4- Fauna Computacional
• 1- Conceitos Básicos de AOC
• 2- Histórico
• 3- Tendências
• 4- Fauna Computacional
• 5- Exemplos de Família de Computadores
– 5.1 Introdução ao Pentium
– 5.2 Introdução ao UltraSPARC
– 5.3 Introdução ao pico Java
• 6- Exercícios
Arq. e Org. de Computadores
Índice
Compiladores – Fernando Ramos
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Arq. e Org. de Computadores
5.1 – Introdução ao Pentium
Evolução dos processadores INTEL
• Primeiro: 4004
• 1ª Geração: 8088
• 2ª Geração: 80286
• 3ª Geração: 80386
• 4ª Geração: 80486
• 5ª Geração: Pentium e Pentium MMX
• 6ª Geração: Pentium Pro, Pentium II, Celeron, Pentium III, Pentium II Xeon,
Pentium III Xeon
• 7ª Geração: Pentium IV
Novas gerações: IA-64 Itanium Compiladores – Fernando Ramos
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5- Ex. de Famílias de Computadores
4040
Pentium IV
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5.1 – Introdução ao Pentium
Evolução dos processadores INTEL
• Intel 8086 - processador de 16 bits (sucedeu o 8088, barramento de 8 bits) –
usado no primeiro PC da IBM, se tornou padrão.
• Intel 80286 - conjunto de instruções similar aos antecessores, nova
organização de memória.
• Intel 80386 - processador de 32 bits.
• Intel 80486 - apresentava uma unidade de ponto flutuante e memória cache
de 8 K, suporte ao multiprocessamento.
• Pentium - funcionalidades anteriores + dois pipelines internos.
• Pentium Pro - organização interna diferente, permitia executar até 5
instruções ao mesmo tempo, memória cache de 2 níveis.
Compiladores – Fernando Ramos
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5- Ex. de Famílias de Computadores
Arq. e Org. de Computadores
5.1 – Introdução ao Pentium
Evolução dos processadores INTEL
• Pentium II – Pentium Pro com extensões para tratar aplicações multimídia
(MMX – Multimidia Extension).
• Celeron – basicamente, um Pentium II de preço e desempenho mais baixos.
• Xeon – versão especial do Pentium II - aumento de memória cache,
barramento rápido e melhor suporte ao multiprocessamento.
• Pentium III – Pentiun II com novas instruções multimídia (SSE – Streaming
SIMD Extensions).
• Pentium IV – projeto interno novo, introduziu o hiperthreading.
• Pentium M (de Mobile) – projetado para notebook.
Compiladores – Fernando Ramos
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5- Ex. de Famílias de Computadores
Arq. e Org. de Computadores
5.1 – Introdução ao Pentium
Família de CPUs INTEL
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5- Ex. de Famílias de Computadores
Arq. e Org. de Computadores
5.1 – Introdução ao Pentium
Fotografia do chip PENTIUM IV
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5- Ex. de Famílias de Computadores
Arq. e Org. de Computadores
5.2 – Introdução ao UltraSPARC
• 1982 - estação SUN-1 (Stanford University Network) da Sun Microsystems,
voltada para o mercado de sistemas UNIX.
• Características da Sun-1
– processador Motorla 68020, projetadas para rodar em rede, Equipada
com uma placa Ethernet e software TCP/IP (conexão com a ARPANET).
• 1987 - a Sun desenvolve seu próprio processador - SPARC (Scalable
Processor ARChitecture).
• Processadores compatíveis: MicroSPARC, HiperSPARC, SuperSPARC e
TurboSPARC.
• Características das máquinas SPARC
– 32 bits, clock de 36 MHz, Processador IU (Integer Unit) – 3 formatos
principais de instruções e 55 instruções, Unidade de Ponto flutuante
com mais de 14 instruções básicas.
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5- Ex. de Famílias de Computadores
Arq. e Org. de Computadores
5.2 – Introdução ao UltraSPARC
• 1995 – UltraSPARC I
– 64 bits (endereçamento e registradores).
– Projetada para tratar imagens, áudio, vídeo e aplicações multimídia em
geral (VIS – Visual Instruction Set).
– Sucessores: UltraSPARC II e UltraSPARC III
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5- Ex. de Famílias de Computadores
Arq. e Org. de Computadores
5.3 – Introdução ao picoJava
• JVM (Java Virtual Machine) – Desenvolvida pela SUN
– Objetivo: Permitir que programas binários possam ser executados em
máquinas diferentes.
– Memória com palavras de 32 bits e 226 instruções básicas.
• CHIPS JVM (picoJava I e picoJava II)
– Processadores que executam diretamente programas escritos
originalmente em JVM.
– Eram voltados para o mercado de sistemas embarcados (embutidos).
Compiladores – Fernando Ramos
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5- Ex. de Famílias de Computadores
Arq. e Org. de Computadores
• Pentium IV (máquina CISC típica implementada com a tecnologia
superescalar).
• UltraSPARC III (máquina RISC pura implementada com a tecnologia
superescalar).
• PicoJava II (chip Java dedicado, utilizado em sistemas “embarcados”).
• Possibilitarão explorar o espaço do projeto de máquinas para aplicações
diferentes.
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5- Ex. de Famílias de Computadores
• 1- Conceitos Básicos de AOC
• 2- Histórico
• 3- Tendências
• 4- Fauna Computacional
• 5- Exemplos de Família de Computadores
• 6- Exercícios
Arq. e Org. de Computadores
Índice
Compiladores – Fernando Ramos
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Arq. e Org. de Computadores
1- Caracterize as etapas principais de um processamento de dados.
2- Defina o que você entende por um programa de computador?
3- Conceitue os termos hardware e software.
4- O que é e para que serve uma linguagem de programação de computador? Cite exemplos de linguagens de 
programação.
5- Quem desenvolveu a máquina analítica?
6- Qual foi o propósito que conduziu ao desenvolvimento do primeiro computador eletrônico do mundo?
7- Qual foi o primeiro microprocessador de 8 bits lançado comercialmente? Qual o nome da empresa 
proprietária?
8- Quais eram as características básicas de arquitetura proposta pelo Dr. John Von Neuman?
9- O que você entende por sistema digital? Qual seria a alternativa na computação se não existissem 
máquinas digitais?
10- O que conduziu o pensamento dos pesquisadores para desenvolver computadores que somente usam o 
sistema binário e não, por exemplo, o sistema decimal?
11- Cite exemplos de empresas brasileiras que comercializam computadores com sua própria marca.
12- Qual foi o primeiro equipamento utilizado no mundo para realizar cálculos matemáticos?
13- Qual foi a primeira linguagem de programação de alto nível desenvolvida? Qual seu objetivo principal?
14- Descreva as principais de uma Unidade Central de Processamento.
15- Descreva as principais funções de uma memória de computador.
16- Para que servem os dispositivos de entrada e de saída de um computador? Cite alguns exemplos.
17- Conceitue bit, byte e palavra.
Compiladores – Fernando Ramos
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6- Exercícios (Lista 01)