Aula_03_-_Arquitetura_Modelo__Von_Neumann

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ARQUITETURA DE COMPUTADORES (ARA0039/4280738) 1001
Aula 01: Arquitetura(Modelo) Von Neumann
Agenda
2ARQUITETURA DE COMPUTADORES
• Objetivos da aula
• Introdução
• - Maquina de Von Neumann
- Composição da Maquina de Von Neumann
• Componentes básicos de um sistema computacional atual
Objetivo da aula
3ARQUITETURA DE COMPUTADORES
Possibilitar ao aluno:
Analisar o funcionamento do computador, seguindo a arquitetura de Von
Neumann, para relacionar a operação entre seus componentes.
Introdução à Programação
AULA 01: Introdução à Lógica de Programação
Arquitetura(Modelo) Von Neumann
Máquina de Von Neumann
John Von Neumann foi um matemático natural da Hungria que
viveu a maior parte de sua vida nos Estados Unidos. Contribuiu
de forma significativa para a evolução dos computadores. Suas
contribuições perduram até os dias atuais, sendo que a principal
delas foi a construção de um computador sequencial binário com
o conceito programa com armazenamento.
ARQUITETURA DE COMPUTADORES
Fonte: Google image
Introdução à Programação
AULA 01: Introdução à Lógica de Programação
Arquitetura(Modelo) Von Neumann
Composição da Máquina de Von Neumann
• Componentes básicos da máquina de Von Neumann (Figura 1):
• Uma memória principal, que armazena dados e instruções.
• Uma unidade lógica e aritmética (ULA), capaz de realizar operações
com dados binários. Possui diversos registradores, como o
Acumulador.
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Introdução à Programação
AULA 01: Introdução à Lógica de Programação
Arquitetura(Modelo) Von Neumann
Composição da Máquina de Von Neumann
• Uma unidade de controle, que interpreta e executa instruções
armazenadas na memória.
• Dispositivos de entrada e saída (E/S), operados pela unidade de
controle.
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Introdução à Programação
AULA 01: Introdução à Lógica de Programação
Arquitetura(Modelo) Von Neumann
Composição da Máquina de Von Neumann
• Componentes básicos da máquina de Von Neumann (Figura 1):
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Introdução à Programação
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Arquitetura(Modelo) Von Neumann
Composição em níveis
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Introdução à Programação
AULA 01: Introdução à Lógica de Programação
Composição da CPU
Unidade de Processamento Central (CPU)
•Registradores
•Unidade de Controle (UC).
•Unidade Lógica Aritmética (ULA)
•Contador de Programa (PC).
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Introdução à Programação
AULA 01: Introdução à Lógica de Programação
Composição da CPU
Unidade de Processamento Central (CPU)
É a composição de registradores, da unidade de controle (UC), a unidade
de lógica aritmética (ULA) e o contador de programa.
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Introdução à Programação
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Composição da CPU
•Registradores: São memórias temporárias que existem dentro da CPU de
altíssima velocidade.
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Figura 01: Registradores MIPs
Introdução à Programação
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Composição da CPU
•Unidade de Controle (UC): É a unidade responsável por buscar as
instruções na memória principal e classificar o tipo das mesmas.
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Introdução à Programação
AULA 01: Introdução à Lógica de Programação
Composição da CPU
•Unidade Lógica Aritmética (ULA): Unidade responsável por fazer as
operações booleanas e aritméticas.
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Introdução à Programação
AULA 01: Introdução à Lógica de Programação
Composição da CPU
•Contador de Programa (PC): É responsável por avisar à UC qual é a
próxima instrução a ser buscada e executada.
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Introdução à Programação
AULA 01: Introdução à Lógica de Programação
Memória
Memória: existem diversos tipos de memória em um computador (ex.: RAM
(principal), ROM, cache, registradores), mas existe uma delas denominada
memória principal, a qual é indispensável.
A memória principal é tão importante quanto a UCP, pois sem ela não seria
possível disponibilizar os programas e seus dados para o processamento pela
CPU.
Portanto, a memória é responsável por armazenar todos os programas que
executam no computador e os dados que utilizam;
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Introdução à Programação
AULA 01: Introdução à Lógica de Programação
Dispositivos I/O
O modelo proposto por Neumann, era composto por Entada e Saída de dados
Dispositivos de Entrada e Saída (I/O): são dispositivos responsáveis pelas
entradas e saídas de dados, ou seja, pelas interações entre o computador e o
mundo externo (usuários).
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Introdução à Programação
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Diagrama do modelo Von Neumann
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Introdução à Programação
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Ciclo de Von Neumann
ARQUITETURA DE COMPUTADORES
Busca
Decodifica
Executa
Introdução à Programação
AULA 01: Introdução à Lógica de ProgramaçãoARQUITETURA DE COMPUTADORES
Revisão para prova AV1 na plataforma da sala de 
aula virtual
Introdução à Programação
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Bibliografia Básica
ARQUITETURA DE COMPUTADORES
GIMENEZ, Salvador Pinillos. Microcontroladores 8051: Teoria do hardware e do
Software/Aplicações em controle digital/Laboratório e simulação [BV:PE]. 1 ed. São
Paulo: Pearson Education do Brasil, 2002.
Disponível em: https://plataforma.bvirtual.com.br/Acervo/Publicacao/471
MONTEIRO, Mario A. Introdução à organização de computadores [BV:MB]. 5 ed.
Rio de Janeiro: LTC, 2017.
Disponível em: https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/978-85-216-1973-
4/recent
STALLINGS, William. Arquitetura e Organização de Computadores: projeto para o
desempenho [BV:PE]. 10 ed. São Paulo: Prentice-Hall, 2017.
Disponível em: https://plataforma.bvirtual.com.br/Acervo/Publicacao/151479
Introdução à Programação
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Bibliografia Complementar
ARQUITETURA DE COMPUTADORES
ASCENCIO, A. F. G; CAMPOS, E. A. V. FUNDAMENTOS DA PROGRAMAÇÃO
DE COMPUTADORES: Algoritmos , Pascal, C/C++ e Java [BV:PE]. 2 ed. São
Paulo: Prentice-hall, 2007.
Disponível em: https://plataforma.bvirtual.com.br/Acervo/Publicacao/417
BALIEIRO. Sistemas Operacionais [BV:RE]. 1 ed. Rio de Janeiro: SESES, 2015.
Disponível em:
http://api.repositorio.savaestacio.com.br/api/objetos/efetuaDownload/80fea820-1cb5-
4982-863f-25f09adbdd0c
GUIMARÃES, Carlos Henrique. Sistemas de Numeração - Aplicação em
Computadores Digitais [BV:PE]. 1 ed. Rio de Janeiro: Interciência, 2014.
Disponível em: https://plataforma.bvirtual.com.br/Acervo/Publicacao/37688
POLLI, Marco F.Organização de Computadores [BV:RE]. 1 ed. Rio de Janeiro:
SESES, 2014.
Disponível em:
http://api.repositorio.savaestacio.com.br/api/objetos/efetuaDownload/e96bc69e-73ca-
4147-997d-14b601acb8d5
TANENBAUM, A.S.; AUSTIN, T.Organização Estruturada de Computadores
[BV:PE]. 6 ed. São Paulo: Pearson, 2013.
Disponível em: https://plataforma.bvirtual.com.br/Acervo/Publicacao/3825