02- AOC - Visão Geral

Prévia do material em texto

Visão Geral
DISCIPLINAS: ARQUITETURA E ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES
PROFESSOR: ANDRÉ FELIPE DA SILVA OLIVEIRA
Introdução
Existem uma variedade de produtos:
◦ Preço:
◦ Desde microcomputadores de baixo custo;
◦ Até Supercomputadores custando dezenas de milhões de dólares.
◦ Tamanho;
◦ Desempenho;
◦ Aplicação.
2
Introdução
As mudanças abrangem todos os aspectos da tecnologia do computador:
◦ Desde a tecnologia básica do circuito integrado;
◦ Até o uso cada vez maior de conceitos de organização paralela na combinação desses 
componentes.
Apesar da variedade e do ritmo da mudança, os conceitos continuam a ser 
aplicados de forma corrente.
A aplicação dos conceitos depende do estado atual da tecnologia e os objetivos 
de custo/desempenho do projetista.
3
Organização e Arquitetura
Arquitetura de computador: 
◦ refere-se aos atributos de um sistema visíveis a um programador ou, em 
outras palavras, aqueles atributos que possuem um impacto direto sobre a 
execução lógica de um programa. (Stallings)
◦ Exemplos:
◦ Conjunto de instruções;
◦ Número de bits usados para representar diversos tipos de dados (números, 
caracteres);
◦ Mecanismos de entrada e saída;
◦ Técnicas de endereçamento de memória.
4
Organização e Arquitetura
Organização de computador:
◦ refere-se as unidades operacionais e suas interconexões que realizam as 
especificações arquiteturais. (Stallings)
◦ Exemplos (detalhes do hardware transparentes ao programador):
◦ Sinais de controle;
◦ Interfaces entre o computador e periféricos;
◦ Tecnologia de memória utilizada.
5
Organização e Arquitetura
É uma questão de projeto arquitetural:
◦ Se um computador terá uma instrução de multiplicação
É uma questão organizacional:
◦ Se essa estrutura será implementada por uma unidade de multiplicação especial;
◦ Ou por um mecanismo que faça o uso repetido da unidade de adição do sistema.
A decisão organizacional pode ser baseada:
◦ Na antecipação da frequência de uso da instrução de multiplicação;
◦ Na velocidade relativa das duas técnicas;
◦ No custo e tamanho físico de uma unidade de multiplicação especial.
6
Organização e Arquitetura
A distinção entre arquitetura e organização tem sido historicamente 
importante:
◦ Muitos fabricantes oferecem famílias de modelos de computadores, sendo 
todos da mesma arquitetura;
◦ Diferenciando apenas a organização;
◦ Diferentes modelos de uma mesma família tem preços e desempenhos 
diferentes;
◦ Uma arquitetura pode se espalhar por muitos anos e abranger diversos 
modelos de computadores diferentes e sua organização variando conforme a 
mudança de tecnologia.
7
Organização e Arquitetura
Exemplo da importância da divisão Arquitetura e Organização:
◦ arquitetura IBM System/370, introduzida inicialmente em 1970 e que incluía diversos 
modelos;
◦ O cliente com requisitos modernos poderia comprar um modelo mais barato, mais lento;
◦ se a demanda aumentasse, atualizar mais tarde para um modelo mais caro e mais rápido, 
sem ter que abandonar o software desenvolvido;
◦ Com o passar dos anos, a IBM introduziu muitos novos modelos com tecnologia melhorada 
para substituir outros modelos, oferecendo ao cliente maior velocidade, menor custo ou 
ambos;
◦ Esses modelos mais novos retinham a mesma arquitetura, de modo que o investimento de 
software do cliente foi protegido;
◦ O interessante e que a arquitetura System/370, com algumas melhorias, sobreviveu ate os 
dias de hoje como a arquitetura da linha de produtos de mainframe da IBM.
8
Organização e Arquitetura
Para classe de computadores chamada microcomputadores:
◦ o relacionamento entre arquitetura e organização e muito próximo;
◦ As mudanças na tecnologia não apenas influenciam a organização, como 
também resultam na introdução de arquiteturas mais poderosas e mais 
flexíveis;
◦ Geralmente, ha menor requisito para compatibilidade de geração a geração 
para essas maquinas menores;
◦ Assim, existe mais interação entre decisões de projeto organizacional e 
arquitetural;
◦ Um exemplo intrigante disso e o computador com conjunto de instruções 
reduzido (RISC).
9
Estrutura e Função
Um computador é um sistema complexo:
◦ Computadores contemporâneos contêm milhões de componentes eletrônicos elementares.
Como descrevê-los com clareza?
◦ Reconhecendo a natureza hierárquica dos sistemas mais complexos, incluindo o computador;
Um sistema hierárquico é: 
◦ Um conjunto de subsistemas inter-relacionados;
◦ Cada um destes, por sua vez, hierárquico em estrutura (subdivididos em estruturas menores);
◦ Até se alcançar algum nível mais baixo de subsistema elementar.
10
Estrutura e Função
A natureza hierárquica permite:
◦ O projetista só precisa lidar com um nível de hierarquia do sistema de cada 
vez;
◦ A cada nível, o sistema consiste em um conjunto de componentes e seus 
inter-relacionamentos;
◦ O Comportamento em cada nível depende somente de uma caracterização 
simplificada e resumida do sistema do nível mais abaixo;
11
Estrutura e Função
Em cada nível, o projetista está interessado na estrutura e na função:
◦ Estrutura: o modo como os componentes são interconectados;
◦ Função: a operação individual de cada componente como parte da estrutura.
12
Estrutura e Função
Em termos de descrição, temos duas escolhas possíveis:
◦ Começar de baixo e subir ate uma descrição completa, 
◦ Ou começar com uma visão de cima e decompor o sistema em suas subpartes;
A evidencia de diversos campos sugere que a abordagem de cima para baixo (ou 
top-down) e a mais clara e mais eficaz.
13
Função
Tanto a estrutura quanto o funcionamento de um computador são, 
essencialmente, simples:
◦ Processamento de dados;
◦ Armazenamento de dados;
◦ Movimentação de dados;
◦ Controle.
14
Função
Processamento de dados
◦ Os dados podem assumir muitas formas e o 
intervalo de requisitos de processamento e amplo. 
Porem, veremos que existem apenas alguns 
métodos fundamentais ou tipos de processamento 
de dados.
15
Função
Armazenamento de dados:
◦ Mesmo que o computador esteja processando dados dinamicamente (ou seja, 
os dados entram, são processados e os resultados saem imediatamente), o 
computador precisa armazenar temporariamente pelo menos as partes dos 
dados que estão sendo trabalhadas em determinado momento. 
◦ Assim, existe pelo menos uma função de armazenamento de dados a curto 
prazo. 
◦ Igualmente importante, o computador realiza uma função de armazenamento 
de dados a longo prazo. 
◦ Os arquivos de dados são armazenados no computador para subsequente 
recuperação e atualização.
16
Função
Movimentação de dados:
◦ Entre o computador e o mundo exterior.
◦ O ambiente operacional do computador consiste em dispositivos que 
servem como suas origens ou destinos de dados. 
◦ Quando os dados são recebidos ou entregues a um dispositivo 
conectado diretamente ao computador, o processo e conhecido como 
entrada/saída (E/S), e o dispositivo e referenciado como um periférico. 
◦ Quando os dados são movimentados por distancias maiores, de ou 
para um dispositivo remoto, o processo e conhecido como 
comunicações de dados.
17
Função
Controle:
◦ É necessário o controle das três funções (processamento, 
armazenamento e movimentação de dados), e esse 
controle e exercido por quem fornece instruções são 
computador. 
◦ Dentro do computador, uma unidade de controle 
gerencia os recursos do computador e coordena o 
desempenho de suas partes funcionais em resposta a 
essas instruções.
18
Estrutura
Representação mais simples possível de um computador:
19
Estrutura
O computador interage de alguma forma com seu ambiente externo;
Todas as ligações com o ambiente externo podem ser classificadas como:
◦ Dispositivos periféricos;
◦ Linhas de comunicação.
Iremos focar na estrutura interna do computador.
20
Estrutura
Existem 4 componentes estruturais principais:
◦ Unidade central de processamento (CPU);
◦ Memória principal;
◦ E/S (Entradas e Saídas);
◦ Interconexão do sistema.
21
Estrutura
Unidade centralde processamento (CPU):
◦ Controla a operação do computador e realiza suas funções de processamento 
de dados; normalmente é chamado apenas de processador.
22
Estrutura
Memória principal:
◦ Armazena dados.
Memória RAM
23
Estrutura
E/S (Entradas e Saídas):
◦ move dados entre o computador e seu ambiente externo.
24
Estrutura
Interconexão do sistema:
◦ Algum mecanismo que oferece comunicação 
entre: 
◦ CPU; 
◦ Memoria principal;
◦ E/S. 
◦ Um exemplo comum de interconexão do sistema 
e por meio de um barramento do sistema, 
consistindo em uma serie de fios condutores aos 
quais todos os outros componentes se 
conectam.
25
Estrutura
Pode haver um ou mais de cada um dos componentes mencionados;
Tradicionalmente, havia apenas um único processador;
Nos anos recentes, aumentou o uso de múltiplos processadores em 
um único computador;
26
Estrutura
Para a disciplina, o componente mais interessante é a CPU e 
seus principais componentes estruturantes são:
◦ unidade de controle: controla a operação da CPU e, portanto, do computador.
◦ unidade aritmética e lógica (ALU, do inglês arithmetic and logic unit): realiza 
as funções de processamento de dados do computador.
◦ Registradores: oferece armazenamento interno a CPU.
◦ Interconexão da CPU: algum mecanismo que oferece comunicação entre 
unidade de controle, ALU e registradores.
27
Estrutura
28
Evolução e desempenho do computador
Principais Pontos:
◦ A evolução dos computadores tem sido caracterizada pelo aumento na velocidade do 
processador, diminuição no tamanho do componente, aumento no tamanho da 
memoria e aumento na capacidade e velocidade da E/S.
◦ Um fator responsável pelo grande aumento na velocidade do processador e o 
encolhimento no tamanho dos componentes do microprocessador; 
◦ isso reduz a distancia entre os componentes e, portanto, aumenta a velocidade. 
◦ Contudo, os verdadeiros ganhos na velocidade nos anos recentes tem vindo da organização 
do processador, incluindo o uso intenso das técnicas de pipeline e
◦ execução paralela e do uso de técnicas de execução especulativas (tentativa de execução de 
instruções futuras que poderiam ser necessárias). 
◦ Todas essas técnicas são projetadas para manter o processador ocupado pelo máximo de 
tempo possível.
29
Evolução e desempenho do computador
Principais Pontos:
◦ Uma questão critica no projeto de sistema de computador é equilibrar o 
desempenho dos diversos elementos de modo que os ganhos no desempenho em 
uma área não sejam prejudicados por um atraso em outras áreas. 
◦ Em particular, a velocidade do processador aumentou mais rapidamente do que o tempo de 
acesso da memoria. 
◦ Diversas técnicas são usadas para compensar essa divergência, incluindo caches, caminhos 
de dados mais largos da memoria ao processador, e chips de memoria mais inteligentes.
30
Um breve histórico dos Computadores
A primeira geração: válvulas
◦ ENIAC O ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Computer), projetado e 
construído na Universidade da Pensilvânia, foi o primeiro computador digital 
eletrônico de uso geral do mundo.
◦ O projeto foi uma resposta as necessidades dos EUA durante a Segunda Guerra Mundial. O 
Ballistics Research Laboratory (BRL) do Exercito, uma agencia responsável por desenvolver 
tabelas de faixa e trajetória para novas armas, estava tendo dificuldade para fornecer essas 
tabelas com precisão e dentro de um espaço de tempo razoável. 
◦ Sem essas tabelas de disparo, as novas armas e artilharia eram inúteis aos artilheiros. O BRL 
empregou mais de 200 pessoas que, usando calculadoras de mesa, solucionavam as 
equações de balística necessárias. A preparação das tabelas para uma única arma exigiria 
muitas horas, ate mesmo dias, de uma pessoa.
31
Um breve histórico dos Computadores
A primeira geração: válvulas
◦ ENIAC O ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Computer).
◦ John Mauchly, professor de engenharia elétrica na Universidade da Pensilvânia, e John 
Eckert, um de seus alunos formados, propôs construir um computador de uso geral usando 
válvulas para a aplicação do BRL. 
◦ Em 1943, o Exercito aceitou essa proposta, e foi iniciado o trabalho no ENIAC. A maquina 
resultante era enorme, pesava 30 toneladas, ocupando 1 500 pês quadrados de superfície e 
contendo mais de 18 000 válvulas. 
◦ Quando estava em operação, ela consumia 140 kilowatts de potencia. Ela também era 
substancialmente mais rápida que qualquer computador eletromecânico, capaz de realizar 
5 000 adições por segundo.
32
Um breve histórico dos Computadores
A primeira geração: válvulas
◦ ENIAC O ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Computer).
◦ O ENIAC era uma maquina decimal, ao invés de binaria. Ou seja, os números eram 
representados em formato decimal e a aritmética era realizada no sistema decimal.
◦ Sua memoria consistia em 20 “acumuladores”, cada um capaz de manter um numero 
decimal de 10 dígitos.
◦ Um anel de 10 válvulas representava cada digito. A qualquer momento, somente uma 
válvula estava no estado LIGADO, representando um dos 10 dígitos. A principal 
desvantagem do ENIAC foi que ele tinha que ser programado manualmente, por meio da 
ligação de chaves e conexão e desconexão de cabos.
33
Um breve histórico dos Computadores
A primeira geração: válvulas
◦ A MÁQUINA DE VON NEUMANN
◦ A tarefa de entrar e alterar programas para o ENIAC era extremamente enfadonha. 
◦ O processo de programação poderia ser facilitado se o programa pudesse ser representado 
em uma forma adequada para armazenamento na memoria junto com os dados. 
◦ Então, um computador poderia obter suas instruções lendo-as da memoria, e um programa 
poderia ser criado ou alterado definindo-se os valores de uma parte da memoria.
◦ Essa ideia, conhecida como conceito de programa armazenado, normalmente e atribuída 
aos projetistas do ENIAC, principalmente o matemático John von Neumann, que foi 
consultor no projeto ENIAC.
◦ Alan Turing desenvolveu a ideia praticamente ao mesmo tempo. 
◦ A primeira publicação da ideia foi em uma proposta de 1945 de von Neumann para um 
novo computador, o EDVAC (Electronic Discrete Variable Computer).
34
Um breve histórico dos Computadores
A primeira geração: válvulas
◦ A MÁQUINA DE VON NEUMANN
◦ Em 1946, von Neumann e seus colegas começaram o projeto de um novo computador de 
programa armazenado, conhecido como computador IAS, no Princeton Institute for 
Advanced Studies. O computador IAS, embora não concluido antes de 1952, e o protótipo 
de todos os computadores de uso geral.
35
Um breve histórico dos Computadores
A primeira geração: válvulas
◦ A MÁQUINA DE VON NEUMANN
◦ A estrutura do IAS consistia em:
◦ Uma memoria principal, que armazena dados e instrucoes.
◦ Uma unidade logica e aritmética (ALU) capaz de operar sobre dados binários.
◦ Uma unidade de controle, que interpreta as instruções na memoria e faz com que sejam 
executadas.
◦ Equipamento de entrada e saída (E/S) operado pela unidade de controle.
36
Um breve histórico dos Computadores
A primeira geração: válvulas
◦ A MÁQUINA DE VON NEUMANN
◦ A estrutura do IAS consistia em:
37
Um breve histórico dos Computadores
A primeira geração: válvulas
◦ A MÁQUINA DE VON NEUMANN
◦ A estrutura do IAS consistia em:
◦ A memoria do IAS consiste em 1 000 locais de armazenamento, chamados palavras (words), de 40 
dígitos binários (bits) cada. 
◦ Tanto dados quanto instruções são armazenados lá. 
◦ Números são representados em formato binário e cada instrução é um código binário. 
◦ Cada numero é representado por um bit de sinal e um valor de 39 bits. 
◦ Uma palavra também pode conter duas instruções de 20 bits, com cada instrução consistindo em 
um código de operação de 8 bits (opcode), especificando a operação a ser realizada, e um endereço 
de 12 bits, designando uma das palavras na memoria (numeradas de 0 a 999).
38
Um breve histórico dos Computadores
A primeira geração: válvulas
◦ A MÁQUINA DE VON NEUMANN
◦ A estrutura do IAS consistia em:
39
Um brevehistórico dos Computadores
A primeira geração: válvulas
◦ A MÁQUINA DE VON NEUMANN
◦ A estrutura do IAS consistia em:
◦ A unidade de controle opera o IAS buscando instruções da memoria e executando-as uma de cada 
vez. 
◦ Para explicar isso, um diagrama de estrutura mais detalhado é necessário. Essa figura revela que a 
unidade de controle e a ALU contem locais de armazenamento, chamados registradores,
40
Um breve histórico dos Computadores
A primeira geração: válvulas
◦ A MÁQUINA DE VON NEUMANN
◦ A estrutura do IAS consistia em:
41
Um breve histórico 
dos Computadores
A primeira geração: válvulas
◦ A MÁQUINA DE VON NEUMANN
◦ A estrutura do IAS consistia em:
◦ Estrutura expandida do IAS
◦ MBR - Registrador de buffer de memória;
◦ MAR - Registrador de endereço de memória;
◦ IR - Registrador de instrução;
◦ IBR - Registrador de buffer de instrução;
◦ PC - contador de programa;
◦ AC - Acumulador;
◦ MQ - quociente multiplicador.
42
Um breve histórico 
dos Computadores
A primeira geração: válvulas
◦ A MÁQUINA DE VON NEUMANN
◦ A estrutura do IAS consistia funcionava em 
ciclos:
◦ Instrução;
◦ Busca;
◦ Execução.
43
Um breve histórico dos Computadores
A primeira geração: válvulas
◦ A MÁQUINA DE VON NEUMANN
◦ A estrutura do IAS possuía 21 instruções que podem ser agrupadas em:
44
Um breve histórico 
dos Computadores
A primeira geração: válvulas
◦ A MÁQUINA DE VON NEUMANN
◦ A estrutura do IAS possuía 21 
instruções:
45
Um breve histórico dos Computadores
A primeira geração: válvulas
◦ COMPUTADORES COMERCIAIS:
◦ Sperry-Rand Corporation:
◦ 1947, O UNIVAC I foi o primeiro computador comercial de sucesso. Ele tinha como finalidade 
aplicações cientificas e comerciais;
◦ Final da década de 1950, O UNIVAC II, que tinha maior capacidade de memoria e maior 
desempenho que o UNIVAC I;
◦ A IBM, entao o principal fabricante de equipamento de processamento de cartão 
perfurado:
◦ 1953, entregou seu primeiro computador de programa armazenado, o 701;
◦ 1955, a IBM introduziu o produto 702, que tinha uma serie de recursos de hardware que o 
capacitavam para aplicações comerciais
46
Um breve histórico dos Computadores
A segunda geração: transistores
◦ A primeira mudança importante no computador eletrônico veio com a substituição 
da válvula pelo transistor. 
◦ O transistor e menor, mais barato e dissipa menos calor que uma válvula, mas pode 
ser usado da mesma forma que uma válvula para construir computadores. 
◦ Diferente da válvula, que exige fios, placas de metal, uma capsula de vidro e um 
vácuo, o transistor é um dispositivo de estado solido, feito de silício.
47
Um breve histórico dos Computadores
A segunda geração: transistores
◦ O transistor foi inventado na Bell Laboratórios em 1947 e, por volta da década de 
1950, deu inicio a uma revolução eletrônica.
◦ Porem, não foi antes da década de 1950 que os computadores transistorizados foram 
disponibilizados comercialmente.
◦ A IBM novamente foi a primeira empresa a oferecer a nova tecnologia. 
◦ A NCR e, com mais sucesso, a RCA foram as pioneiras com algumas maquinas 
pequenas a transistor. 
◦ A IBM veio pouco depois com a serie 7000.
48
Um breve histórico dos Computadores
A segunda geração: transistores
◦ A segunda geração viu a introdução de unidades logicas e aritméticas e 
◦ unidades de controle mais complexas, 
◦ o uso de linguagens de programação de alto nível e 
◦ a disponibilidade do software de sistema com o computador.
49
Um breve histórico dos Computadores
A segunda geração: transistores
◦ O tamanho da memoria principal, em múltiplos de 2 ^10palavras de 36 bits, cresceu 
de 2K (1K = 2 ^10) para 32K palavras, 
◦ enquanto o tempo para acessar uma palavra de memoria, tempo de ciclo de 
memoria, caiu de 30 μs para 1,4 μs. 
◦ O numero de opcodes cresceu de modestos 24 para 185.
50
Um breve histórico dos Computadores
A segunda geração: transistores
◦ Exemplo de membros da série IBM 700/7000
51
Um breve histórico 
dos Computadores
A segunda geração: transistores
◦ Configuração do IBM 7094:
◦ Uso de canais de dados:
◦ Um canal de dados e um modulo de E/S independente, 
com seu próprio processador e seu próprio conjunto de 
instruções;
◦ Em um sistema de computador com esses dispositivos, a 
CPU não executa completamente instruções de E/S.
◦ Outro recurso novo e o multiplexador, que e o ponto 
de termino central para os canais de dados, a CPU e 
a memoria.
◦ O multiplexador escalona o acesso a memoria da CPU e 
dos canais de dados, permitindo que esses dispositivos 
atuem independentemente.
52
Um breve histórico dos Computadores
A terceira geração: circuitos integrados
◦ MICROELETRÔNICA:
◦ Os elementos básicos de um computador digital, como sabemos, precisam realizar 
funções de armazenamento, movimentação, processamento e controle;
◦ Somente dois tipos fundamentais de componentes são necessários: portas e células 
de memoria.
53
Um breve histórico dos Computadores
A terceira geração: circuitos integrados
◦ MICROELETRÔNICA:
◦ Uma porta é um dispositivo que implementa uma função booleana ou logica 
simples;
◦ como IF A AND B ARE TRUE THEN C IS TRUE (porta AND). 
◦ Esses dispositivos são chamados de portas porque controlam o fluxo de dados de 
modo semelhante as portas de canal.
54
Um breve histórico dos Computadores
A terceira geração: circuitos integrados
◦ MICROELETRÔNICA:
◦ A célula de memoria é um dispositivo que pode armazenar um bit de dados;
◦ ou seja, o dispositivo pode estar em um de dois estados estáveis de cada vez.
55
Um breve histórico dos Computadores
A terceira geração: circuitos integrados
◦ MICROELETRÔNICA:
◦ Interconectando grandes quantidades desses dispositivos fundamentais, podemos 
construir um computador;
◦ Podemos relacionar isso com nossas quatro funções básicas da seguinte forma:
56
Um breve histórico dos Computadores
A terceira geração: circuitos integrados
◦ MICROELETRÔNICA:
◦ Assim, um computador consiste em portas, células de memoria e interconexões 
entre esses elementos;
◦ As portas e células de memoria são, por sua vez, construídas de componentes 
eletrônicos digitais simples;
◦ O circuito integrado explora o fato de que componentes como transistores, 
resistores e condutores podem ser fabricados a partir de um semicondutor como o 
silício;
57
Um breve histórico dos Computadores
A terceira geração: circuitos integrados
◦ MICROELETRÔNICA:
◦ Essa é uma extensão da arte do estado solido para fabricar um circuito inteiro em 
um pequeno pedaço de silício;
◦ ao invés de montar componentes discretos, feitos de partes separadas de silício no 
mesmo circuito;
◦ Muitos transistores podem ser produzidos ao mesmo tempo em um único wafer de 
silício;
◦ Igualmente importantes, esses transistores podem ser conectados com um 
processo de metalização para formar circuitos.
58
Um breve histórico dos Computadores
A terceira geração: circuitos integrados
◦ MICROELETRÔNICA:
◦ Um wafer fino de silício é dividido em uma matriz de pequenas áreas, cada uma 
com poucos milímetros quadrado;
◦ O padrão de circuito idêntico é fabricado em cada área, e o wafer é dividido em 
chips. 
◦ Cada chip consiste em muitas portas e/ou células de memoria mais uma serie de 
pontos de conexão de entrada e saída. 
◦ Esse chip é então empacotado em um involucro que o protege e oferece pinos para 
conexão com dispositivos além do chip. 
59
Um breve histórico dos Computadores
A terceira geração: circuitos integrados
◦ MICROELETRÔNICA:
◦ Diversos desses pacotes podem então ser interconectados 
em uma placa de circuito impresso para produzir circuitos 
maiores e mais complexos.
60
Um breve histórico dos Computadores
A terceira geração: circuitos integrados
◦ MICROELETRÔNICA:
◦ Lei de Moore, 1965: o número de transistores que podem ser colocados em um 
chip dobra a cada ano.
61
Um breve histórico dos Computadores
A terceira geração: circuitos integrados
◦ MICROELETRÔNICA:
◦ Lei de Moore, 1965: o número de transistores que 
podemser colocados em um chip dobra a cada 
ano;
◦ Crescimento na contagem de transistores da CPU.
62
Um breve histórico dos Computadores
A terceira geração: circuitos integrados
◦ MICROELETRÔNICA:
◦ Conceito de família de computadores inserido pela IBM por volta de 1964 com a IBM SYSTEM/360;
◦ Modelos da família 360 a IBM.
63
Um breve histórico dos Computadores
A terceira geração: circuitos integrados
◦ MICROELETRÔNICA:
◦ Características de família de computadores:
64
Um breve histórico dos Computadores
A terceira geração: circuitos integrados
◦ MICROELETRÔNICA:
◦ Características de família de computadores:
65
Um breve histórico dos Computadores
Gerações posteriores:
◦ Memória Semicondutora:
◦ em 1970, a Fairchild produziu a primeira memoria de semicondutor relativamente 
grande;
◦ Esse chip, aproximadamente com o tamanho de um único core, poderia manter 256 
bits de memoria. 
◦ Ela era não destrutiva e muito mais rápida que o core; 
◦ levava apenas 70 bilionésimos de segundo para ler um bit. 
◦ Porem, o custo por bit era mais alto do que o do core.
66
Um breve histórico dos Computadores
Gerações posteriores:
◦ Memória Semicondutora:
◦ Em 1974, ocorreu um evento embrionário: o preço por bit da memoria 
semicondutora caiu para menos que o preço por bit da memoria core;
◦ Depois disso, houve um declínio continuo e rápido no custo da memoria 
acompanhado por um aumento correspondente na densidade da memoria física; 
◦ Isso preparou o caminho para maquinas menores e mais rápidas do que aquelas de 
alguns anos antes, com memorias maiores e mais caras;
◦ Embora os computadores volumosos e caros continuem sendo uma parte do 
panorama, o computador também foi levado ao “usuário final”, como maquinas de 
escritório e computadores pessoais.
67
Um breve histórico dos Computadores
Gerações posteriores:
◦ Microprocessadores:
◦ Assim como a densidade dos elementos nos chips de memoria continuava a subir, a 
densidade dos elementos dos chips do processador subiram;
◦ Com o passar do tempo, mais e mais elementos eram colocados em cada chip, de 
modo que menos e menos chips eram necessários para construir um único 
processador do computador.
◦ 1971, Intel desenvolveu o 4004, o primeiro chip a conter em si todos os 
componentes de uma CPU: nascia o microprocessador.
◦ Somava número de 4 bits e fazia multiplicação através de adição repetida.
68
Um breve histórico dos Computadores
Gerações posteriores:
◦ Microprocessadores:
◦ 1972, Intel desenvolveu o 8008, primeiro microprocessador de 8 bits, com o dobro da 
complexidade do 4004;
◦ 1974, Intel desenvolveu o 8080, primeiro microprocessador de uso geral;
◦ Final da década de 1970, Intel desenvolveu um microprocessador de 16 bits de uso geral;
◦ 1981, quando a Bell Laboratorios e a Hewlett-Packard desenvolveram 
microprocessadores de 32 bits, de unico chip;
◦ 1985, a Intel introduziu seu microprocessador de 32 bits, o 80386.
69
Um breve histórico dos Computadores
Gerações posteriores:
◦ Microprocessadores:
70
Um breve histórico dos Computadores
Gerações posteriores:
◦ Microprocessadores:
71
Um breve histórico dos Computadores
Gerações posteriores:
◦ Microprocessadores:
72
Bibliografia
HENNESY, John; PATTERSON, David. Arquitetura de Computadores: uma abordagem quântica. 
Rio de Janeiro: Elsevier, 2014.
STALLINGS, William. Arquitetura e Organização de Computadores. 8. ed. São Paulo: Pearson, 
2017.
TANEMBAUM, A. S. Organização Estruturada de Computadores. 5. ed. São Paulo: Prentice Hall, 
2013.
73