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Osmar Ventura
Ana Paula da Costa Cardoso
Arquitetura de 
Computadores
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OSMAR VENTURA
ANA PAULA DA COSTA CARDOSO
ARQUITETURA DE COMPUTADORES
Belo Horizonte
Novembro de 2015
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COPYRIGHT © 2015
GRUPO ĂNIMA EDUCAÇÃO
Todos os direitos reservados ao:
Grupo Ănima Educação
Todos os direitos reservados e protegidos pela Lei 9.610/98. Nenhuma parte deste livro, sem prévia autorização 
por escrito da detentora dos direitos, poderá ser reproduzida ou transmitida, sejam quais forem os meios 
empregados: eletrônicos, mecânicos, fotográficos, gravações ou quaisquer outros.
Edição
Grupo Ănima Educação
Vice Presidência
Arthur Sperandeo de Macedo
Coordenação de Produção
Gislene Garcia Nora de Oliveira
Ilustração e Capa
Alexandre de Souza Paz Monsserrate
Leonardo Antonio Aguiar
Equipe EaD
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Conheça 
o Autor
Osmar Ventura é mestrando em Engenharia 
Elétrica, especialista em Administração 
de Redes de Computadores e Tecnologias 
em Educação a Distância e graduado em 
Tecnologia em Processamento de Dados. 
Atualmente, é professor-assistente do Centro 
Universitário UNA e do Centro Universitário 
de Belo Horizonte (Uni-BH) e coordenador de 
operações do Núcleo de Educação a Distância 
do Grupo Ănima Educação. Possui experiência 
na área de Engenharia de Computação, em 
projetos de sistemas digitais, segurança de 
redes computacionais e tecnologia para a 
educação. É professor convidado nos cursos 
de especialização do IEC - PUC Minas. 
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Conheça 
a Coautora
Ana Paula da Costa Cardoso é engenheira 
eletricista com ênfase em Eletrônica pela Escola 
de Engenharia de Lins/SP, especialista em 
Educação e mestre em Redes de Computadores 
pela Universidade Federal de Uberlândia/
MG. Cursando especialização em Engenharia 
de Produção. Profissional com 15 anos de 
experiência docente nos cursos de Computação 
(Processamento de Dados, Sistemas de 
Informação, Ciência da Computação, Engenharia 
da Computação, entre outros) e engenharias. 
Consultora do MEC (Ministério da Educação 
e Cultura) do Governo Federal, exercendo as 
atividades de avaliadora de cursos de graduação 
presenciais e EaD, desde 2006. Experiência 
profissional, fora da docência, com consultorias 
nas áreas de desenvolvimento de sistemas, 
gerenciamento de softwares, área comercial e 
projetos de redes de computadores.
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Prezado(a) aluno(a),
um momento de dificuldade que todos já passamos ou com certeza 
iremos passar é no ato da compra de um computador. Uma pergunta 
simples a um vendedor, do tipo “eu gostaria de comprar um notebook, 
qual modelo você tem?”, deveria ser seguida também por uma resposta 
simples, mas não é. A resposta vem incorporada de uma lista de dados 
técnicos, como por exemplo:
Marca: Positivo, Processador - Intel Celeron Dual Core, Modelo 
Processador: 847, Cache 2M Cache, Chipset Intel NM70, Memória RAM 
4GB, Placa Mãe Positivo, HD 750GB, Drives Leitor e Gravador de CD/DVD 
(Gravador de CD 24x, Gravador de DVD 8x), Tamanho da tela 14”, Rede 
10/100/1000 Mbps Gigabit Ethernet. 
Diante de tantas informações, o usuário opta por uma característica e 
praticamente escolhe às escuras. Na grande maioria, a frequência do 
processador e o tamanho do HD determinam a qualidade do equipamento, 
o que na realidade pouco pode-se afirmar com poucas informações. 
O computador funciona como uma indústria e sua linha de produção. 
Cada elemento possui uma função na linha de produção, causando 
influência direta no custo e desempenho. A disciplina Arquitetura de 
Computadores tem como objetivo apresentar uma base teórica para 
um entendimento de todas estas características que envolvem os 
equipamentos eletrônicos, principalmente os computadores, fornecendo 
explicações amplas sobre os principais elementos que compõem a 
estrutura de um computador, permitindo desenvolver um pensamento 
analítico e coerente diante das constantes evoluções tecnológicas.
Nela, você verá noções básicas de sistemas de numeração e sistemas 
digitais; o funcionamento e as principais características da Unidade 
Central de Processamento, memórias, barramentos e os dispositivos 
Apresentação 
da disciplina
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de entrada e saída; comparativo entre arquiteturas RISC e SISC; 
desempenho de computadores e tecnologias emergentes.
Assim, ao final da disciplina, você será capaz de entender o funcionamento 
dos principais elementos que compõem a Arquitetura de Computadores, 
a interação entre si e as diversas aplicações nas organizações.
Bons estudos!
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UNIDADE 1 003
Introdução à Arquitetura de Computadores 004
Computadores: origem e evolução 005
Arquitetura e organização de computadores 015
Estrutura e função 018
Conceitos complementares 022
Revisão 026
UNIDADE 2 029
Sistemas Numéricos 030
Sistemas Posicionais 033
Base de um sistema numérico 034
Conversões entre bases 041
Representação de dados 050
Revisão 075
UNIDADE 3 077
Sistemas Digitais 078
Conceitos básicos 079
Operadores lógicos 085
Circuitos lógicos 091
Revisão 096
UNIDADE 4 098
Unidade Central de Processamento 099
Organização do processador 101
Componentes 107
Ciclo de instrução 111
Pipeline de instruções 120
Principais tecnologias do mercado 122 
Revisão 124
 
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UNIDADE 5 126
Dispositivos de Memória 127
Sistema de memórias 128
Memória Principal 133
Memória Secundária 136
Registradores 143
Cache 143
Principais tecnologias do mercado 147
Revisão 149
UNIDADE 6 151
Barramentos 152
Estruturas de interconexão 153
Estruturas de barramento 156
Elementos de projeto 160
Principais tecnologias do mercado 161
Revisão 144
UNIDADE 7 167
Dispositivos de Entrada e Saída 168
Interface/Módulo de entrada e saída 169
Dispositivos externos 172
Métodos de Operação de E/S 173
Principaistecnologias do mercado 178
Revisão 179
UNIDADE 8 181
Novas Tecnologias 182
Processamento paralelo 183
Arquitetura de 64 bits 186
Desempenho 187
Revisão 195
REFERÊNCIAS 197 
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Introdução à 
Arquitetura de 
Computadores
• Computadores: 
origem e 
evolução
• Arquitetura e 
organização de 
computadores
• Estrutura e 
função 
• Conceitos 
complementares
• Revisão
Introdução
No estudo de Arquitetura de Computadores, será necessária a 
apresentação e o refinamento de alguns conceitos e definições 
acerca da computação. Nesta unidade, inicialmente, serão 
apresentadas a origem e a evolução dos computadores. 
Posteriormente, serão trabalhadas as diferenças entre arquitetura 
e organização de computadores, bem como as suas funções e 
estruturas.
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ARQUITETURA DE COMPUTADORES
unidade 1
005
Computadores: 
origem e evolução
Provavelmente, o computador é um dos inventos mais maravilhosos 
do homem. Atualmente existem diversos tipos de computadores 
nas mais variadas aplicações. Contudo, sua função inicial era 
bastante primitiva, ou seja, era usado somente para efetuar cálculos 
matemáticos básicos, como adição e subtração.
Pode-se considerar que a história da criação e evolução dos 
computadores começa na Antiguidade, juntamente com a 
necessidade dos homens efetuarem contas. Há registros históricos 
sobre quando os pastores que buscavam uma forma de contar e 
armazenar o número de ovelhas do seu rebanho, usavam pequenas 
pedras, denominadas “calculus”, para representar cada uma de suas 
ovelhas. Tais “calculus” eram então armazenados em uma bolsa de 
couro e, em um determinado momento, as pedras armazenadas nas 
bolsas eram comparadas com cada uma das ovelhas do rebanho. 
Sobrando “calculus”, significava que havia perda de ovelhas; faltando, 
indicava que o rebanho, de uma forma ou outra, crescera.
Nesse contexto, podemos entender a origem da palavra “calcular”, 
que nada mais é do que o simples fato de juntar pedras e compará-
las com algum outro objeto. Nos dias de hoje, ao pensarmos em 
calcular algo, contamos com a formalidade da matemática para 
regulamentar a relação de quantidade numérica entre elementos. Na 
verdade, hoje temos uma matemática que define algo além do que 
simplesmente contar e comparar.
À medida que a humanidade foi evoluindo, a necessidade de 
efetuar cálculos foi aumentando em importância e dificuldade. 
Gradativamente, foram surgindo operações matemáticas mais 
complexas para suprir determinadas necessidades que somente as 
operações elementares como somar, subtrair, multiplicar ou dividir 
Contudo, sua função 
inicial era bastante 
primitiva, ou seja, 
era usado somente 
para efetuar cálculos 
matemáticos 
básicos, como adição 
e subtração.
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ARQUITETURA DE COMPUTADORES
unidade 1
006
A movimentação 
das pedras ou outro 
elemento, como 
botões de ossos, 
esferas, contas, 
entre cada uma das 
classes representa 
efetivamente 
a execução 
das operações 
matemáticas.
não eram suficientemente capazes de atender.
Nesse processo de evolução, o homem sempre desejou usar 
alguma ferramenta para ajudar na execução dos cálculos. A 
primeira ferramenta conhecida e usada para calcular denomina-
se ábaco (FIGURA 1) e foi criada há aproximadamente 5.500 anos, 
na Mesopotâmia. Sua forma principal era baseada em uma tábua 
com marcações especiais indicando as classes numéricas (dezena, 
centena, milhar etc.) e um sistema de representação numérica 
que considerava a quantidade de “calculus” em cada marcação. A 
movimentação das pedras ou outro elemento, como botões de ossos, 
esferas, contas, entre cada uma das classes representa efetivamente 
a execução das operações matemáticas.
FIGURA 1 - Ábaco
Fonte: Site “Wikimedia Commons”. Abacus.
E assim se inicia o surgimento do computador. Vamos entender 
um pouco mais? Acompanhe a seguir a história e evolução dos 
computadores.
Blaise Pascal constrói, em 1642, uma máquina de calcular 
denominada Pascaline, com engrenagens mecânicas que permitiam 
efetuar operações de soma e subtração. Era um dispositivo que 
operava no sistema decimal e que foi construído para auxiliar no 
processo de cálculo de impostos para o governo francês.
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ARQUITETURA DE COMPUTADORES
unidade 1
007
A ideia de Jacquard 
influencia o francês 
Charles Babbage 
a projetar uma 
máquina de calcular 
cujo processo de 
cálculo pudesse 
ser controlado por 
cartões.
Fonte: Site “Wikimedia Commons”. Pascaline.
FIGURA 2 - Pascaline
Em 1801, Joseph Marie Jacquard inventa e constrói um sistema 
mecânico que usa cartões perfurados (metálicos) para codificar 
operações repetitivas de comando de teares, transformando parte 
do processo de controle das máquinas em automático. Daí surgiu a 
ideia de programar as máquinas de tecer para produzir padrões de 
cores diferentes.
A ideia de Jacquard influencia o francês Charles Babbage a projetar 
uma máquina de calcular cujo processo de cálculo pudesse ser 
controlado por cartões. Em 1822, Babbage publica um trabalho 
intitulado “Differential Engine” com os princípios pelos quais uma 
máquina deveria se basear para efetuar operações algébricas.
FIGURA 3 - Differential Engine
Fonte: Site “Wikipedia”. Babbage Difference Engine.
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ARQUITETURA DE COMPUTADORES
unidade 1
008
Em 1854, George 
Boole propõe e 
apresenta uma nova 
Álgebra (Álgebra 
Booleana), tendo 
por base a aplicação 
de operadores 
lógicos (E, OU, 
NÃO) a elementos 
algébricos. 
Todos esses conceitos são base da computação moderna.
Em 1854, George Boole propõe e apresenta uma nova Álgebra 
(Álgebra Booleana), tendo por base a aplicação de operadores lógicos 
(E, OU, NÃO) a elementos algébricos. 
Herman Hollerit, em 1886, inventa um sistema para codificação de 
letras, algarismos e símbolos, sob a forma de perfurações realizadas 
em um cartão de papel, e constrói máquinas eletromecânicas 
(tabuladoras) que, mediante um programa armazenado 
externamente, realizam a leitura dos dados dos cartões e efetuam 
cálculos com os dados lidos, de modo a obter resultados sob formas 
previamente programadas.
A utilização deste tipo de máquina sofre grande expansão ao longo dos 
anos, quando são acopladas às calculadoras eletromecânicas (mais 
tarde foram usadas válvulas eletrônicas)interpretadoras, separadoras/
intercaladoras e impressoras. Existiam equipamentos especializados 
Tal máquina não pôde ser totalmente construída por Babbage por 
limitações tecnológicas da época. Trabalhou junto com ele Ada 
Byron King, também chamada de Ada Lovelace, historicamente 
conhecida como a primeira programadora, pois desenvolvia 
programas para a máquina que estava sendo projetada por 
Babbage. Ada contribuiu para a computação apresentando os 
conceitos de: 
• subrotina: uma sequência de instruções que pode ser usada 
várias vezes; 
• loop: estrutura que permite a repetição de uma série de 
cartões; 
• salto condicional: permite saltar um ou mais cartões caso 
uma condição seja satisfeita. 
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ARQUITETURA DE COMPUTADORES
unidade 1
009
Howard Aiken 
produz, em 1944, um 
computador baseado 
nos conceitos 
da máquina de 
Babbage.
para operações específicas, por exemplo, a separadora/intercaladora 
de cartões perfurados, as quais funcionavam com programas fixos. 
Para agrupar em ordem crescente um conjunto de cartões com um 
código de 5 algarismos, era necessário repetir a operação 5 vezes: uma 
vez para cada coluna perfurada. A construção e comercialização de 
tabuladoras deu origem à criação de grandes empresas nos Estados 
Unidos, como, por exemplo, a IBM - International Business Machines.
Em 1936 o alemão Konrad Zuse apresenta o primeiro computador 
eletromecânico, denominado Z1. O computador executava cálculos 
lidos em fitas perfuradas (FIGURA 4).
FIGURA 4 - Z1
Fonte: Site "Wikimedia Commons". Zuse.
Howard Aiken produz, em 1944, um computador baseado nos 
conceitos da máquina de Babbage. De codinome Harvard Mark I, 
era um computador totalmente eletromecânico, construído através 
de uma parceria entre a Universidade de Harvard e a IBM para a 
Marinha Americana, que desejava uma calculadora de tabelas para 
uso na navegação.
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ARQUITETURA DE COMPUTADORES
unidade 1
010
 Ele foi projetado 
para auxiliar no 
cálculo de 
trajetórias 
balísticas.
FIGURA 5 - Harvard Mark I
Fonte: Site “Wikimedia Commons”. Harvard Mark I Computer – Right Segment.
Paralelamente ao desenvolvimento do Mark I, sob a liderança 
dos engenheiros J. Presper Eckert e John Mauchly e com o 
patrocínio do Exército Americano, em 1946 é construído o primeiro 
computador a válvulas da história, o ENIAC – Eletronic Numeric 
Integrator and Calculator. Ele foi projetado para auxiliar no cálculo 
de trajetórias balísticas. A programação do ENIAC era realizada 
através de reconexão dos fios de um painel principal, e os ajustes 
dos dados eram efetuados por botões rotativos localizados em 
diversos outros painéis.
FIGURA 6 - ENIAC
Fonte: Site “Museu do Computador.
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ARQUITETURA DE COMPUTADORES
unidade 1
011
A implementação 
de um computador 
que funcionava 
com o programa 
armazenado, em 
contraste ao modelo 
usado na época, 
em que o programa 
era lido diretamente 
do dispositivo de 
entrada e saída.
O Professor John Von Neumann publica, em 1946, um trabalho 
intitulado “Electronic Discrete Variable Automatic Computer”, em 
que apresenta uma organização lógica otimizada para o projeto 
e desenvolvimento de computadores, a qual é usada até hoje nos 
projetos de computadores sendo conhecida como Arquitetura de 
Von Neumann, demonstrado pela FIGURA 7. 
FIGURA 7 – Arquitetura de John Von Neumann
 
Memória 
Principal
Dispositivos 
de entrada e 
saída
UCP/CPU
Fonte: Elaborado pelo Autor.
A estrutura apresentada é formada pela Unidade Central de 
Processamento (CPU ou UCP), responsável pelo processamento 
de dados e controle das operações do computador, que contém a 
Unidade Lógica e Aritmética. Externamente a essa UCP, existe o 
conjunto de dispositivos denominados genericamente de periféricos 
e uma unidade de memória que é responsável pelo armazenamento 
de dados. Von Neumann também apresentou as ideias a seguir.
• A implementação de um computador que funcionava com 
o programa armazenado, em contraste ao modelo usado 
na época, em que o programa era lido diretamente do 
dispositivo de entrada e saída.
• A redução do volume de cabos e fios, empregando o 
sistema numérico binário em detrimento ao decimal 
utilizando a escala de 10:1 pares de fios, ou seja, para 
representar números de dois dígitos decimais, eram 
necessários 10 pares de fios usando o sistema decimal; 
para o sistema binário, é necessário usar no máximo 4 
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ARQUITETURA DE COMPUTADORES
unidade 1
012
Esta alternativa 
apresenta uma 
melhoria no 
desempenho, mas 
incrementando o 
custo de produção 
do computador. 
pares para representar os mesmos números.
• A implementação da proposta de Boole, quanto à utilização 
do sistema binário, era tecnologicamente mais adequada. 
Considerando todas as propostas de Von Neumann, em 1946 iniciou 
a construção do computador EDVAC, que entrou em operação em 
1951.
FIGURA 8 - EDVAC
Fonte: BLOG INFORMÁTICA SIMPLES E FÁCIL, 2013.
Uma abordagem alternativa a proposta por Von Neumann (FIGURA 9), 
é a chamada Arquitetura Harvard, diferindo apenas na configuração 
e acesso à unidade de memória, que passa a ser tratada de forma 
segmentada, ou seja, uma unidade para armazenamento de dados 
e outra para armazenamento de programas. Esta alternativa 
apresenta uma melhoria no desempenho, mas incrementando o 
custo de produção do computador. Esta arquitetura foi idealizada 
por Howard Aiken, com o apoio da IBM e da Marinha Americana, 
originando do computador Havard Mark, durante o período da 
Segunda Guerra Mundial.
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ARQUITETURA DE COMPUTADORES
unidade 1
013
 
FIGURA 9 - Arquitetura Harvard
Memória 
de Dados
Memória 
de Instruções
Dispositivos de 
entrada e saída
UCP/CPU
Fonte: Elaborado pelo Autor.
Em 1948, nos Laboratórios BELL, nos Estados Unidos, é inventado o 
transistor, que contribuirá, a partir de 1960, para:
• a miniaturização dos circuitos eletrônicos; 
• a redução do volume físico dos computadores;
• o aumento do desempenho computacional;
• a popularização dos computadores.
FIGURA 10 - Transistor
Fonte: HAUTSCH, 2010.
No final da década de 1970 e início dos anos 1980, Clive Sinclair, 
no Reino Unido, concebe um computador minúsculo denominado 
ZX81, que integra na sua máquina um interpretador para uma 
linguagem de programação (BASIC - Beginers All-purpose Symbolic 
Instruction Code), utilizando como periféricos, além de um teclado 
de membrana, um receptor de TV e um gravador de “cassetes” 
musical para gravar os dados. A capacidade da memória desse 
computador era cerca de8 vezes maior que a do ENIAC. 
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ARQUITETURA DE COMPUTADORES
unidade 1
014
Paralelamente, 
Steven Jobs e 
Steven Wozinak, 
nos EUA, concebem, 
segundo os 
mesmos princípios 
de miniaturização, 
facilidade de 
utilização e 
baixo preço, um 
computador que 
denominam Apple I. 
FIGURA 11 - ZX81
Fonte: Site “Wikimedia Commons”. Sinclair ZX81.
Paralelamente, Steven Jobs e Steven Wozinak, nos EUA, concebem, 
segundo os mesmos princípios de miniaturização, facilidade de 
utilização e baixo preço, um computador que denominam Apple I. 
Vários fabricantes iniciam, nessa época, a produção em larga escala 
de computadores de uso pessoal, de fácil utilização e baixo preço.
Fonte: Site “Planeta Gadget”.
FIGURA 12 - Apple I
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ARQUITETURA DE COMPUTADORES
unidade 1
015
São estudos sobre 
comportamento 
funcional de um 
computador, do 
ponto de vista do 
programador, com 
impacto direto sobre 
a execução lógica de 
um programa. 
Após esta viagem do tempo na computação aprendendo sobre a 
origem dos computadores atuais, iremos entender um pouco mais 
sobre a arquitetura e a organização dos computadores.
Arquitetura e 
organização de 
computadores
Arquitetura de Computador
São estudos sobre comportamento funcional de um computador, 
do ponto de vista do programador, com impacto direto sobre a 
execução lógica de um programa. Trabalham com os atributos 
que o sistema computacional possui e que são visíveis aos 
programadores. A arquitetura de um computador pode sobreviver 
por muito tempo. Exemplos:
• o conjunto de instruções válidas para uma determinada 
máquina;
• o número de bits usados para a representação de dados;
• os mecanismos de E/S (Entrada e Saída);
• técnicas de endereçamento de memória.
A arquitetura descreve como será a interseção entre o hardware 
e o software. Para ilustrar melhor este conceito, considere que 
um computador pode ser subdividido em partes dispostas 
hierarquicamente em diversos níveis, onde a complexidade em 
termos de implementação do nível mais baixo não é visível para o 
nível superior.
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ARQUITETURA DE COMPUTADORES
unidade 1
016
São os circuitos 
eletrônicos 
que executam 
efetivamente cada 
instrução 
da máquina. 
FIGURA 13 - Computador de seis níveis
 
Computador de 6 níveis
Nível de linguagem orientada 
para solução de problemasNÍVEL 5
Nível da arquitetura do 
conjunto de instruções (ISA)NÍVEL 2
Nível da 
microarquitetura
Nível lógico 
digital
Nível de linguagem de 
montagem (assembly) NÍVEL 4
NÍVEL 1
NÍVEL 0
Nível do sistema 
operacional da máquinaNÍVEL 3
Fonte: TANENBAUM, 2006, p.3. 
Pela figura anterior, é apresentado um computador que 
estrategicamente foi subdividido em 6 níveis. Veja cada um deles a 
seguir:
Nível 0 – Nível lógico digital: é o nível mais baixo. Representa o 
verdadeiro hardware da máquina. São os circuitos eletrônicos que 
executam efetivamente cada instrução da máquina. Neste nível, os 
elementos estudados/avaliados são chamados de portas lógicas 
e quando tratados individualmente, realizam funções elementares 
padrão (AND, OR, NOT). 
Nível 1 - Nível de microarquitetura: os elementos são uma combinação 
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ARQUITETURA DE COMPUTADORES
unidade 1
017
Deve-se observar 
que o projeto 
de qualquer 
computador começa 
pela definição 
do conjunto de 
instruções do 
mesmo.
de portas lógicas, os quais conceitualmente efetuam funções lógicas 
mais elaboradas. Somadores aritméticos, comparadores, registradores 
são exemplos de elementos presentes neste nível.
Neste nível é possível encontrar blocos lógicos capazes de efetuar 
diversas operações, como por exemplo, uma adição. É interessante 
abstrair toda a complexidade que envolve a execução desta 
operação, esquecendo efetivamente do circuito eletrônico, da 
existência de portas lógicas e simplesmente, definir um código que 
representa toda a operação de adição. Assim é formado o Nível 2 
apresentado a seguir.
Nível 2 - Nível de arquitetura do conjunto de instruções (ISA 
– Instruction Set Architecture): apresentam-se os códigos que 
representam efetivamente cada operação que pode ser realizada 
pelo hardware. Neste nível é definida a linguagem de máquina de 
um determinado computador. Deve-se observar que o projeto 
de qualquer computador começa pela definição do conjunto de 
instruções do mesmo. É neste nível que se concentra o estudo 
desta disciplina.
Nível 3 - Nível de sistema operacional da máquina: esconde a 
complexidade de entendimento de hardware e de funcionalidades 
específicas do computador, como por exemplo, como deve ser 
efetivamente o processo de leitura e escrita em uma unidade 
de armazenamento em massa. Neste nível são tratadas 
funcionalidades operacionais que permitem o uso dos recursos 
de hardware por grande parte dos usuários.
Nível 4 - Nível de linguagem de montagem (assembly) e Nível 
5 - Nível de linguagem orientada para solução de problemas: 
respectivamente, possibilitam que usuários mais avançados possam 
desenvolver ferramentas/aplicações que fazem do computador 
uma poderosa ferramenta para a solução de problemas. A visão do 
computador através deste nível é mais sofisticada e não apresenta 
toda a complexidade dos circuitos eletrônicos.
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ARQUITETURA DE COMPUTADORES
unidade 1
018
A estrutura de 
um computador 
representa como os 
componentes estão 
ligados
Organização de computador
Trata dos aspectos que são transparentes aos programadores. 
Refere-se às unidades físicas operacionais e suas interconexões, 
as quais implementam uma determinada arquitetura. Temos como 
exemplo de objetos tratados em organização de computadores:
• Sinais de controle
• Interfaces entre o computador e os periféricos
• Tecnologia de memória
• Tamanho da memória física
• Frequência de clock
A organização de um computador muda com a evolução 
tecnológica.
Estrutura e função 
Estrutura
A estrutura de um computador representa como os componentes 
estão ligados. Podem-se citar quatro componentes estruturais 
principais: 
• Unidade Central de Processamento – CPU;
• Memória Principal;
• Entrada e Saída – E/S;
• Sistema de Interconexão. 
A FIGURA 14 ilustra a relação entre estes componentes. 
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ARQUITETURA DE COMPUTADORES
unidade 1
019
 
FIGURA 14 - Estrutura de um computadorCPU Memória Principal Dispositivos de E/S
Sistema de Interconexão
Fonte: STALLINGS, 2010, p.14.
STALLINGS (2010), apresenta os principais componentes 
estruturais e suas funções como:
• Unidade Central de Processamento - CPU: possui 
as funções de controlar a operação do computador e 
processar os dados.
• Memória Principal: responsável pelo armazenamento dos 
dados.
• Entrada e Saída – E/S: Transfere dados entre o computador 
e o ambiente externo.
• Sistema de Interconexão: Estabelece a comunicação entre 
CPU, memória principal e E/S.
Os principais componentes da Unidade Central de Processamento 
(CPU) são unidade de controle, Unidade Aritmética e Lógica (ULA), 
registradores e interconexão da CPU (FIGURA 15).
FIGURA 15 - Estrutura interna da CPU
 
ULA
Barramento Interno do CPU
Registradores
Unidade de 
Controle
Fonte: STALLINGS, 2010, p.14.
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ARQUITETURA DE COMPUTADORES
unidade 1
020
As principais funções de cada componente da CPU são:
• Unidade de Controle: controla a operação da CPU.
• Unidade Lógica e Aritmética (ULA): processamento de 
dados.
• Registradores: armazenamento interno de dados para a 
CPU.
• Interconexão da CPU: estabelece a comunicação entre a 
unidade de controle, ULA e registradores.
Função
A função de um computador é a descrição da operação de cada 
componente individualmente como parte da estrutura.
O computador possui quatro funções básicas: 
• Processamento de dados 
• Armazenamento de dados 
• Transferência de dados
• Controle
Estas funções se relacionam compondo a visão funcional de um 
computador. Veja a FIGURA 16.
FIGURA 16 - Visão funcional de um computador 
 
Mecanismo de 
Transferência 
de Dados
Mecanismo de 
Controle
Recurso de 
Armazenamento 
de Dados
Recurso de 
Processamento 
de Dados
Fonte: STALLINGS, 2010, p.8.
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ARQUITETURA DE COMPUTADORES
unidade 1
021
Transferência Controle
Memória
Processamento
Com estas quatro funções o computador é capaz de realizar poucos 
tipos de operações, na verdade, apenas quatro, sendo transferência 
de dados, armazenamento de dados e duas de processamento de 
dados. O QUADRO 1 ilustra estas operações.
QUADRO 1 
Operações desempenhadas pelo computador
Operação Descrição Esquema
Transferência de 
dados
Armazenamento 
de Dados
Processamento 
de dados
Processamento 
de dados
Transferindo 
dados de um 
periférico ou linha 
de comunicação 
para outra
Transferindo 
dados do 
ambiente externo 
para a memória 
(leitura) ou vice-
versa (escrita)
Dados na 
memória
Dados 
transferidos entre 
a memória e o 
ambiente externo
Transferência Controle
Memória
Processamento
Transferência Controle
Memória
Processamento
Transferência Controle
Memória
Processamento
Fonte: STALLINGS, 2010, p.9.
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ARQUITETURA DE COMPUTADORES
unidade 1
022
Conceitos 
complementares
A seguir, compreenda alguns conceitos necessários para o 
estudo desta disciplina. São eles:
Computador: Atualmente trata-se de um dispositivo eletrônico 
capaz de tratar informações através de processamento 
numérico. São construídos para atender necessidades 
específicas ou para uso geral. O seu surgimento foi motivado 
pela necessidade de efetuar cálculos matemáticos com 
mais agilidade. Os modernos computadores são máquinas 
digitais, em contraste com os primeiros modelos de máquinas 
que usavam tecnologias e dispositivos analógicos para 
processamento.
Hardware: Estrutura física empregada na construção de um 
computador considerando as características visuais, mecânicas 
e elétricas. Até os anos 1980, o hardware desenvolvido para 
um computador não era compatível com o hardware de outro 
computador, mesmo entre computadores de um mesmo 
fabricante. Atualmente, existem padrões de desenvolvimento e 
compatibilidade de hardwares, sendo possível usar um teclado 
fornecido pelo “fabricante X” tanto no “computador A” quanto 
no “computador B”.
Software: Termo empregado para relacionar todos os 
elementos abstratos que envolvem o comportamento e o uso 
dos computadores. O software pode ser classificado conforme 
o seu relacionamento direto com o hardware ou com o usuário 
do computador, sendo básico, quando foram desenvolvidos 
para controlar diretamente um determinado hardware. Por 
outro lado, o software que foi concebido para relacionar ou 
facilitar a operação do computador pelo usuário é classificado 
como software utilitário. 
O seu surgimento 
foi motivado pela 
necessidade de 
efetuar cálculos 
matemáticos com 
mais agilidade. 
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ARQUITETURA DE COMPUTADORES
unidade 1
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São exemplos de softwares básicos:
• os sistemas operacionais Windows, Linux, Mac OS, Android; 
• os drivers de dispositivos como impressoras, scanners, 
câmeras fotográficas, pendrives; 
• tradutores e compiladores de linguagens para 
desenvolvimento de softwares; 
• firmwares, softwares que vêm gravados em alguns 
dispositivos eletrônicos (Ipod, televisão, micro-ondas etc.) e 
que são comumente denominados de BIOS. 
São exemplos de softwares utilitários:
• softwares usados para navegar pela internet (Firefox, Chrome, 
Internet Explorer);
• softwares para copiar um arquivo em um pendrive, ouvir 
músicas no computador, entre outros. 
Programa: Software que representa os elementos usados para 
descrever o comportamento esperado de um computador, ou seja, 
o que efetivamente o computador deverá executar em função do 
tempo e das variáveis de controle do próprio programa. Num nível 
mais baixo, entende-se como a descrição da sequência de operações 
matemáticas, instruções que um determinado computador deverá 
executar para desempenhar uma tarefa. Essa descrição deverá seguir 
uma ordem lógica e uma formalidade em suas sentenças, o que por 
sua vez caracteriza uma linguagem de programação de computadores.
Linguagem de máquina: É a linguagem nativa de um computador a 
qual pode ser representada por um sequência de zeros e uns (0’s e 1’s) 
ou mesmo um gráfico de sinais elétricos. São as instruções básicas 
do computador. Essa linguagem é considerada a linguagem de mais 
baixo nível, por estar relacionada diretamente com o hardware do 
computador. Visando facilitar o desenvolvimento de softwares, diversos 
outros níveis e tipos de linguagens foram desenvolvidos, cada um com 
O seu surgimento 
foi motivado pela 
necessidade de 
efetuar cálculos 
matemáticos com 
mais agilidade. 
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ARQUITETURA DE COMPUTADORES
unidade 1
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características específicas e voltado para uma determinada classe de 
problema (financeiro, científico, manipulação de textos etc.), bem comouma maior facilidade de manipulação por parte do programador.
Tradução (compilação): Como na verdade o computador só 
entende/executa instruções na linguagem de máquina, é necessário 
transformar um programa descrito em uma linguagem diferente da 
linguagem nativa de um computador na linguagem de máquina própria 
do computador, que irá executar o programa (linguagem de máquina). 
Para efetuar essa transformação, são utilizados programas tradutores 
e/ou interpretadores de linguagens de programação de computadores.
O Tradutor transforma ou converte o programa descrito da “Linguagem 
X” para a “Linguagem Y”. A tradução não é executada parcialmente, o 
programa descrito na nova linguagem só é gerado após a tradução 
de todo o programa na linguagem origem. Assim, para executar o 
programa na nova linguagem, o processo de tradução deverá ter 
sido encerrado com sucesso, sendo que, de outra forma, o novo 
programa não é criado. Somente após a criação do programa na nova 
linguagem é que ele poderá ser executado pelo computador. Exemplo: 
compiladores da “Linguagem C” (Dev-C++). 
Interpretação: É o processo que pode ser implementado por software 
ou diretamente por hardware. O interpretador não gera um novo 
programa, ele simplesmente transforma e imediatamente executa 
cada instrução do programa na linguagem origem diretamente 
na linguagem destino. Erros no processo de interpretação podem 
ocorrer ocasionando ou não a parada do processo; isso depende 
exclusivamente da implementação do interpretador. Diferentemente 
do tradutor, o interpretador não gera um novo programa para que 
futuramente possa ser executado. Como exemplo de interpretador, 
podem-se citar os navegadores da internet, os quais recebem 
programas na linguagem HTML, interpretando-a e executando cada um 
dos seus comandos. Havendo erros de interpretação, o processo não 
é interrompido e, por opção dos desenvolvedores dos interpretadores, 
os erros, às vezes, não são mostrados, e os resultados referentes à 
Interpretação: É o 
processo que pode 
ser implementado 
por software ou 
diretamente por 
hardware. 
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ARQUITETURA DE COMPUTADORES
unidade 1
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execução do programa são exibidos na tela do computador. 
Memória: Dispositivo usado para armazenar conteúdos no formato 
digital. Pode ser classificado de acordo com a sua proximidade 
à Unidade Central de Processamento - CPU. Normalmente, seu 
volume de armazenamento é medido em bytes, o que define a 
unidade mínima de armazenamento. Tipicamente são denominados 
de Memória Principal os dispositivos externos que estão ligados 
diretamente à CPU e que armazenam o programa e os dados que 
estão em execução/processamento. Os dados e programas que não 
estão em execução normalmente são armazenados na memória 
secundária ou memória de armazenamento em massa, a qual está 
ligada à CPU indiretamente através dos dispositivos de Entrada/
Saída (I/O - Input/Output). É importante observar que é necessário 
sempre copiar os programas e dados da memória secundária para 
a principal a fim de executá-los. Exemplos: registradores, cache, HD, 
pendrive, DVD etc.
Microprogramação: É um programa para controlar a operação 
do caminho de dados em computadores de três níveis. O auge da 
microprogramação foi nas décadas de 60 e 70. Com o crescimento 
do uso da microprogramação, os programas ficaram extensos e 
consequentemente mais lentos.
Registrador: Tipo especial de memória formada por uma única 
célula, localizado na parte interna da CPU. O acesso ao registrador é 
exclusivo da CPU, e ele possui um tempo de resposta muito superior ao 
desempenho da Memória Principal. 
Palavra: O termo “Palavra” está associado ao tamanho ou à largura 
da célula que forma cada um dos registradores de uma CPU. 
Expressa o número de bits da célula de cada registrador. Quando 
se fala de uma CPU ou Processador de 32 bits, por exemplo, entre 
outras características, está sendo informado que normalmente os 
registradores da CPU possuem 32 bits de largura. 
Pode ser classificado 
de acordo com a 
sua proximidade à 
Unidade Central de 
Processamento - 
CPU.
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ARQUITETURA DE COMPUTADORES
unidade 1
026
Nesta unidade foram apresentados os conceitos básicos de 
computação, bem como a motivação para o surgimento dos 
computadores. Um modelo clássico de implementação de computador 
chamado Arquitetura de Von Neumann, foi mostrado de forma sucinta. 
A necessidade de entendimentos sobre operações e representações 
numéricas são importantes à medida em que entendemos que os 
computadores atuais nada mais são do que complexas máquinas de 
calcular. Esta unidade servirá de base de consulta para o andamento 
da disciplina.
Os computadores começaram com um tamanho físico enorme e uma 
capacidade de armazenamento mínimo se comparados aos padrões 
atuais. Renan Hamann em seu artigo intitulado “A evolução dos 
computadores”, comenta sobre a quarta geração como a “Geração dos 
notebooks” e indaga se a quinta geração será a dos múltiplos núcleos 
(processadores). Em seguida aponta para uma questão cada vez mais 
discutida na sociedade: Processamento Verde.
Hoje, temos notebooks ultrafinos e com 8 núcleos representando altos 
índices de capacidade de processamento e consequentemente de 
desempenho, o que mostra que evoluímos em tamanho e capacidade 
de processamento. Infelizmente, pouco se comenta a respeito do 
Processamento Verde.
Leia o artigo na integra disponível em: <http://www.tecmundo.com.br/
infografico/9421-a-evolucao-dos-computadores.htm>
Revisão
Nesta unidade, você conheceu as gerações de computadores, 
conforme apresentado a seguir:
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http://www.tecmundo.com.br/infografico/9421-a-evolucao-dos-computadores.htm
ARQUITETURA DE COMPUTADORES
unidade 1
027
QUADRO 2 
 Resumo das gerações de computadores
Geração Datas Tecnologia Velocidade (operações por segundo)
1 1946-1957 Válvula 40.000 
2 1958-1964 Transistor 200.000
3 1965-1971 Circuitos integrados em baixa (SSI) e média escala 1.000.000
4 1972-1977 Circuitos integrados em grande escala (LSI) 10.000.000
5 1978 Circuitos integrados em alta escala (VLSI) 100.000.000
Também foram abordados os seguintes assuntos:
Fonte: TANENBAUM, 2007 [Adaptado].
QUADRO 3 
Resumo dos assuntos abordados
Arquitetura de 
um computador
Refere-se aos 
atributos visíveis 
ao programador 
com impacto 
direto sobre a 
execução lógica 
de um programa.
Atributos: 
conjunto de 
instruções, 
número de bits 
usados para a 
representação 
de dados, 
mecanismos de 
E/S e técnicas de 
endereçamento 
de memória.
Como a 
arquitetura é 
implementada, 
ou seja, unidades 
operacionais 
e suas 
interconexões.
Atributos: sinais 
de controle, 
interfaces entre 
computador e 
os periféricos e 
a tecnologia de 
memória.
É a descrição 
da operação de 
cada componente 
individualmente 
como parte da 
estrutura.
Funções 
Básicas de um 
computador:
• Processamento 
de dados
• Armazenamento 
de dados
• Transferência de 
dados
• Controle
Representa como 
os componentes 
estão ligados.
Principais 
componentesestruturais: 
• Central de 
Processamento 
- CPU: controla 
a operação do 
computador e 
processamento 
de dados. 
Principal: 
armazena dados. 
Entrada e Saída 
– E/S: transfere 
dados entre o 
computador e o 
ambiente externo.
• Sistema de 
Interconexão: 
estabelece a 
comunicação 
entre CPU, 
memória principal 
e E/S.
Família de modelos 
de Computadores:
• mesma arquitetura 
e diferentes 
organizações.
• Preços e 
características 
de desempenho 
diferentes.
A Arquitetura de 
um computador 
pode sobreviver por 
muito tempo.
A organização 
muda com 
a evolução 
tecnológica.
• Microcomputadores: 
relação de 
arquitetura e 
organização muito 
estreita. 
Organização de 
um computador
Arquitetura x 
Organização
Função de um 
computador 
Estrutura de um 
computador
Fonte: Elaborado pelo Autor.
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ARQUITETURA DE COMPUTADORES
unidade 1
028
A necessidade de entendimentos sobre operações e representações 
numéricas são importantes à medida em que entendemos que os 
computadores atuais nada mais são do que complexas máquinas 
de calcular. A próxima unidade (Sistemas Numéricos) servirá de 
base de consulta para rever e discutir os conceitos dos sistemas 
numéricos usados na computação.
O Museu do Computador é um espaço físico localizado em São Paulo/
SP composto de vários equipamentos que remontam a história da 
computação. O seu site tenta promover, às pessoas que não podem 
fazer visitações, a mesma riqueza de detalhes e curiosidades. Conhecer 
o passado da computação é criar bases para entender suas tendências 
atuais e futuras. 
Site “Museu do computador”. Disponível em: <http://www.
museudocomputador.com.br/>. Acesso em: 06 jan. 2014.
O vídeo a seguir retrata muito bem a história e o acervo do Museu do 
Computador.
MUSEU DO COMPUTADOR. Olhar digital. (4min. 4seg.): son. color. 
Port. Disponível em: <http://olhardigital.uol.com.br/video/museu-do-
computador/11962>. Acesso em: 06 jan. 2014.
A matéria disponível no link a seguir explica de forma simples os 
componentes do computador com foco no hardware. Na verdade, são 
as características mais divulgadas dos computadores. É interessante 
observar os detalhes e anotar os itens que você não entendeu a 
funcionalidade. Ao final desta disciplina você terá condições de 
compreender o significado de cada componente descrito pelo autor.
APRENDA INFORMÁTICA FACIL. Disponível em: <http://www.
aprendainformaticafaci l .com.br/2013/02/componentes-do-
computador.html#.UtF4Pfv67H0>. Acesso em: 06 jan. 2014
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http://olhardigital.uol.com.br/video/museu-do-computador/11962
http://olhardigital.uol.com.br/video/museu-do-computador/11962
http://www.aprendainformaticafacil.com.br/2013/02/componentes-do-computador.html#.UtF4Pfv67H0
http://www.aprendainformaticafacil.com.br/2013/02/componentes-do-computador.html#.UtF4Pfv67H0
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Sistemas 
Numéricos
• Sistemas 
posicionais
• Base de um 
sistema 
numérico
• Conversões 
entre bases
• Representação 
de dados
• Revisão
Introdução
Os sistemas numéricos são mecanismos que definem os símbolos 
numéricos e as regras para a manipulação e representação dos 
valores a serem registrados. Na Antiguidade, duas formas de 
representar quantidades foram inventadas. Nesses sistemas, 
independentemente da posição que ocupavam na representação 
numérica, os símbolos/algarismos tinham um valor inerente a ele, 
“predefinido” (sistema numérico não-posicional). 
Inicialmente, os egípcios criaram um sistema em que cada conjunto 
de 10 unidades era representado por um símbolo diferente.
FIGURA 17 - Sistema Numérico egípcio
Fonte: Site "Free Math Worksheets”.
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Se escolhêssemos símbolos ao acaso e usássemos:
Fonte: Núcleo de Educação a Distância (NEaD), Ănima, 2014.
# para representar uma centena,
& para representar uma dezena e
@ para representar uma unidade,
teríamos que ###&&@ representaria 321.
O segundo sistema desenvolvido foi o sistema de numeração 
romano, no qual são usados símbolos (letras) que representam as 
quantidades. Por exemplo: 
• I (valendo 1), 
• V (valendo 5), 
• X (valendo 10), 
• C (valendo 100) etc. 
A regra de posicionamento determina que as letras que representam 
quantidades menores e precedem as que representam quantidades 
maiores sejam somadas; se o inverso ocorre, o menor valor deve 
ser subtraído do maior (e não somado). Assim, o número 128 é 
representado em algarismos romanos por CXXVIII (= 100 + 10 + 10 + 5 
+ 1 + 1 + 1 = 128). Por outro lado, o valor 94 é representado por XCIV (= 
(-10 + 100) + (-1 + 5) = 94).
Nesses sistemas, os símbolos tinham um valor intrínseco, 
independentemente da posição que ocupavam na representação 
(sistema numérico não-posicional). Um grande problema desse 
sistema é a dificuldade de realizar operações com essa representação. 
Experimente multiplicar CXXVIII por XCIV! Assim, posteriormente, 
foram criados sistemas em que a posição dos algarismos no número 
passou a alterar seu valor. São os sistemas numéricos posicionais, 
ponto de partida para o estudo desta unidade.
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Nesta unidade, iremos rever e discutir os conceitos de sistemas 
numéricos usados na computação. Desenvolver habilidades para 
conversão numérica entre os sistemas numéricos decimal, binário, 
octal e hexadecimal. Entender o processo de representação e 
armazenamento de dados numéricos nos computadores modernos. 
Facilitar o entendimento para diferenciação dos tipos de dados de 
uma linguagem de programação de computadores. Vamos lá!
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ARQUITETURA DE COMPUTADORES
unidade 2
033
Sistemas posicionais
Nos sistemas de numeração posicionais, o valor representado pelo 
algarismo no número depende da posição em que ele aparece na 
representação. O primeiro sistema desse tipo foi inventado pelos 
chineses. Eram usados palitos: 
• 1 a 5 palitos dispostos na vertical representavam os 
números 1 a 5; 
• 6 a 9 eram representados por 1 a 4 palitos na vertical, mais 
um palito na horizontal (valendo 5) sobre os demais. 
Cada número era então representado por uma pilha de palitos, 
sendo uma pilha para as unidades, outra para as dezenas, outra 
para as centenas etc.
Essesistema, com as pilhas de palitos dispostas em um tabuleiro, 
permitia a realização das quatro operações aritméticas básicas. 
Não existia representação para o zero (o espaço relativo ficava 
vazio). O tabuleiro aritmético (chamado swan-pan), além das quatro 
operações, era usado na álgebra e na solução de equações. Essa 
técnica era chamada de Método do Elemento Celestial.
Cada número era 
então representado 
por uma pilha de 
palitos, sendo 
uma pilha para as 
unidades, outra para 
as dezenas, outra 
para as centenas etc.
Quer saber mais? Acesse o link: <http://pessoal.sercomtel.com.br/
matematica/fundam/numeros/numeros.htm> e fique por dentro sobre a 
origem dos números.
Atualmente, usamos o sistema de numeração posicional para 
representar todos os valores numéricos em nosso cotidiano, por 
exemplo:
• a quantidade de carros que passa por uma via, 
• o valor em reais de uma televisão, 
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ARQUITETURA DE COMPUTADORES
unidade 2
034
• a idade de uma pessoa etc. 
O uso do sistema posicional significa que a posição ocupada por 
um algarismo em um número altera seu valor em uma potência de 
10 (em sistema decimal) para cada casa à esquerda. 
Por exemplo, no sistema decimal (base 10), no número 125:
• • o algarismo 1 representa 100 (uma centena ou 102), 
• • o 2 representa 20 (duas dezenas ou 1 x 101) e 
• • o 5 representa 5 mesmo (5 unidades ou 5 x 100).
Assim, em nossa notação, 125 = 1 x 102 + 2 x 101 + 5 x 100.
 1 centena (100 ou 102)
 125 5 unidades (5 ou 5 x 100)
 2 dezenas (20 ou 2 x 101)
Base de um 
sistema numérico
A base de um sistema de numeração indica a quantidade de 
algarismos disponíveis para a representação/formação numérica. A 
base 10 é hoje a mais comum, embora não seja a única utilizada. No 
comércio pedimos uma dúzia de rosas ou uma grosa de parafusos 
(base 12) e também marcamos o tempo em minutos e segundos 
(base 60). Os computadores, por sua vez, utilizam a base 2 (sistema 
binário), e os programadores em linguagem de baixo nível, por 
facilidade, usam em geral uma base que seja uma potência de 2, 
tal como 24 (base 16 ou sistema hexadecimal), ou eventualmente 
ainda 23 (base 8 ou sistema octal).
A base 10 é hoje 
a mais comum, 
embora não seja a 
única utilizada.
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ARQUITETURA DE COMPUTADORES
unidade 2
035
• Na base 10, dispomos de 10 algarismos para a 
representação do número: {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 e 9}. 
• Na base 2, são apenas 2 algarismos: 0 e 1. 
• Na base 16, utilizamos 16: os 10 algarismos aos quais 
estamos acostumados, mais os símbolos A, B, C, D, E e 
F, representando respectivamente 10, 11, 12, 13, 14 e 15 
unidades.
Notação: Para identificar a base que em que o número está, 
coloca-se o número da base no canto inferior direito do número. 
Numero
base
Por exemplo, o número 2 na base 8 será escrito como 28. 
A TABELA 1 ilustra as características: notação, quantidade de 
algarismos e os algarismos das diversas bases: 
TABELA 1 - Características das bases 2, 8, 10 e 16
BASE NOTAÇÃO QUANTIDADE DE 
ALGARISMOS
ALGARISMOS
base 2 binária
base 8 octal
base 10 decimal
base 16 hexadecimal
númerob 
Número2
Número 8
Número10
Número16
2 algarismos
8 algarismos
10 algarismos
16 algarismos
b algarismos
0 e 1
0, 1, 2, 3, 4, 5, 6 e 7
0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 e 9
0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E e 
F. O algarismo A representa o 10 na 
base 10, o B representa 11, até o F 
que representa o 15.
Variando entre 0 e b-1
Fonte: Elaborada pelo Autor.
A tabela a seguir ilustra a equivalência entre as bases. Por exemplo, 
o número 12 na base 10, equivale ao número 1100 na base 2, 14 na 
base 8 e C na base 16, Assim, 
1210 = 11002 = 148 = C16 
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ARQUITETURA DE COMPUTADORES
unidade 2
036
TABELA 2 - Equivalências entre as bases 2, 8, 10 e 16
BASE 10 BASE 2 BASE 8 BASE 16
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
0
1
10
11
100
101
110
111
1000
1001
1010
1011
1100
1101
1110
1111
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3
4
5
6
7
10
11
12
13
14
15
16
17
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
A
B
C
D
E
F
Fonte: Elaborada pelo Autor.
Generalizando, temos que uma base b qualquer disporá de b 
algarismos, variando entre 0 e (b-1). A representação do número 
125,3810 (base 10) significa 1x10
2 + 2x101 + 5x100 + 3x10-1 + 8x102. 
Assim, para representar uma quantidade N qualquer, numa dada 
base b, com um número tal como segue, temos:
Parte fracionáriaParte inteira
Nb= an.b
n + .... + a2.b
2 + a1.b
1 + a0.b
0 + a-1.b
-1 + a-2.b
-2 + .... + a-n.b
-n
(Expressão 1)
 
Sendo que:
an.b
n + .... + a2.b
2 + a1.b
1 + a0.b
0 é a parte inteira (Expressão 2)
e
a-1.b
-1 + a-2.b
-2 + .... + a-n.b
-n é a parte fracionária. (Expressão 3)
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ARQUITETURA DE COMPUTADORES
unidade 2
037
O maior número que pode ser representado na base 10 usando 3 
algarismos será 999 (ou seja, 103 - 1 = 999).
Genericamente falando, podemos ver que o maior número 
inteiro N que pode ser representado, em uma dada base b, com 
n algarismos (n “casas”), será N = bn – 1, assim como o menor 
número inteiro com n algarismos será formado por n vezes o 
primeiro algarismo da base em questão, ou seja, o algarismo 
0 (zero). Ainda, a quantidade de números distintos a serem 
representados em uma base numérica b está relacionada com 
a quantidade de algarismos/dígitos ou casas numéricas usadas 
para a representação numérica. Então, a quantidade de números 
distintos a serem representados na base b com n algarismos é 
determinada pela equação bn.
• Base 10 com dois dígitos (n=2 e b=10): é possível representar 102 
= 100 números distintos, variando de 0 a 99. 
• Base 2 com dois dígitos (n=2 e b=2): é possível representar 22 = 4 
números distintos, variando de 00 a 11.
• Base 10 com três dígitos (n=3 e b=10): é possível representar 103 
= 1000 números distintos, variando de 0 a 999. 
• Base 2 com dois dígitos (n=3 e b=2): é possível representar 23 = 8 
números distintos, variando de 000 a 111.
Nos sistemas de numeração, usamos o termo algarismo/dígito mais 
significativo para referenciarmos o algarismo ou dígito mais à esquerda 
de uma dada representação numérica. Por outro lado, o termo algarismo/
dígito menos significativo está associado ao dígito mais à direita de um 
número. Tomando como exemplo o número 8672, temos como dígito mais 
significativo o algarismo 8, e o 2 como o menos significativo. Podemos 
dizer que o algarismo 7 é o segundo dígito menos significativo, bem como 
o terceiro mais significativo e assim por diante.
Nos sistemas 
de numeração, 
usamos o termo 
algarismo/dígito 
mais significativo 
para referenciarmos 
o algarismoou 
dígito mais à 
esquerda de uma 
dada representação 
numérica. 
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ARQUITETURA DE COMPUTADORES
unidade 2
038
Representação binária
Os computadores modernos utilizam o sistema binário, isto é, todas 
as informações armazenadas ou processadas no computador 
são representadas usando apenas duas grandezas físicas, que 
matematicamente são representadas pelos algarismos 0 e 1. Essa 
decisão de projeto deve-se à maior facilidade de representação 
interna no computador, que é obtida através de dois diferentes níveis 
de tensão ou mesmo corrente. Havendo apenas dois algarismos, 
portanto dígitos binários, o elemento mínimo de informação nos 
computadores foi denominado bit, que é o acrônimo de binary digit.
Acesse o link: <http://www.aprendainformaticafacil.com.br/2013/01/bit-e-
byte-sistema-ou-linguagem-binaria.html#.UtGuo_v67H0> e aprenda um 
pouco mais sobre números binários.
Na base 2, o número representado pela sequência “10” é 
correspondente ao número dois na base 10, ou seja, 102 = 210. 
Então podemos afirmar que dez é igual a dois? 
– Não, dez não é e nunca será igual a dois!
Na verdade, a sequência dos algarismos 1 e 0, ou seja, “10”, 
não significa necessariamente o número “dez”. Como estamos 
acostumados a associar “10” a “dez”, pois sempre pensamos no 
sistema de numeração decimal, achamos estranho falar que “10” é 
igual a 2. Considere as observações abaixo:
• o número 102 deve ser lido como “um-zero” na base 2 e 
equivale ao número 2 na base 10 (210);
• o número 105 deve ser lido com “um-zero” na base 5 e 
equivale ao número 5 na base 10 (510);
 Essa decisão de 
projeto deve-se à 
maior facilidade 
de representação 
interna no 
computador, que é 
obtida através de 
dois diferentes níveis 
de tensão ou 
mesmo corrente.
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http://www.aprendainformaticafacil.com.br/2013/01/bit-e-byte-sistema-ou-linguagem-binaria.html#.UtGuo_v67H0
ARQUITETURA DE COMPUTADORES
unidade 2
039
• o número 1010 pode ser lido como “um-zero” na base 10, ou 
como “dez” na base dez.
• 1016, lido como “um-zero” na base 16, equivale ao número 
1610.
Portanto, “10” só será igual a “dez” se, e somente se, o número 
estiver representado na base dez.
O número “10b” é sempre igual à base, porque, em uma dada base b, 
os algarismos possíveis vão ser sempre de 0 a (b - 1). Como o maior 
algarismo possível em uma dada base b é igual a (b-1), o próximo número 
será (b - 1 + 1 = b) e, portanto, será sempre 10. Assim, numa dada base 
qualquer, o valor da base será sempre representado por “10”.
Toda vez que um número for apresentado sem que seja indicado em qual 
sistema de numeração ele está representado, entenderemos que a base 
é dez. Sempre que outra base for utilizada, a base será obrigatoriamente 
indicada por um índice na sequência do número.
Considerando que a representação numérica binária é um sistema 
de numeração posicional, o algarismo 1 representa valores (pesos) 
diferentes e compatíveis com a sua posição relativa no número. 
Como o algarismo 0 indica um valor nulo, o valor representado 
por ele sempre será zero, independentemente de sua posição no 
número. Assim, é possível representar todos os demais números 
decimais no sistema binário, através da soma dos pesos dos 
algarismos 1 na representação numérica binária. Observe pela 
TABELA 3 como são formados os números em binário e seus 
correspondentes em decimal.
Toda vez que 
um número for 
apresentado sem 
que seja indicado 
em qual sistema 
de numeração ele 
está representado, 
entenderemos que a 
base é dez. 
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ARQUITETURA DE COMPUTADORES
unidade 2
040
TABELA 3 – Exemplos de representação em binário
Fonte: Elaborado pelo Autor.
Representação em octal 
e em hexadecimal
Em ambientes computacionais, é comum representar números 
usando sistemas numéricos em potências de dois, como o sistema 
octal e o sistema hexadecimal. Essa técnica visa reduzir o número 
de algarismos da representação numérica e, consequentemente, 
facilitar a compreensão da grandeza e evitar erros. No sistema octal 
(base 8), cada três algarismos do sistema binário são representados 
por apenas um algarismo octal (de 0 a 7). No sistema hexadecimal 
(base 16), cada quatro bits são representados por apenas um 
algarismo hexadecimal (de 0 a F). 
Convencionalmente, em algumas linguagens de programação, os números 
na base 16 ou sistema hexadecimal são grafados com a letra “H” ou “h” 
após o número. 
Por exemplo: FFH significa que o número FF está em hexadecimal. 
Não confundir o “H” ou “h” com mais um dígito, mesmo porque em 
hexadecimal só temos algarismos até “F” e, portanto, não existe um 
algarismo “H”. Os números na base 8 ou octal são grafados com o 
algarismo zero na parte mais significativa do número; por exemplo: 0326.
Você acabou de conhecer as principais características de cada 
base. Vamos aprender a converter um número para outras bases? 
Acompanhe a seguir.
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ARQUITETURA DE COMPUTADORES
unidade 2
041
Conversões entre bases
Como é comum representarmos um número em bases diferentes, 
dependendo da sua aplicação, também será necessário 
aprendermos as regras para esta conversão de bases. A seguir, 
apresentaremos as regras para a conversão entre bases.
Conversão de números de uma base b 
qualquer para a base 10
De um modo geral, o processo de conversão de números reais 
em qualquer base numérica para a base 10 deve considerar a 
Expressão 1 vista anteriormente:
A forma mais conveniente de efetuar a conversão é reescrevendo 
o número a ser convertido na sua forma de potência, usando o 
formato dado pela Expressão 1 e resolvendo a expressão final.
Nb = an.bn + .... + a2.b2 + a1.b1 + a0.b0 + a-1.b-1 + a-2.b-2 + .... + a-n.b-n
A. Converter para a base 10 o número binário 10001110,012 
Usando a Expressão 1, temos:
10001110,012
 = 1x27 + 0x26 + 0x25 + 0x24 + 1x23 + 1x22 + 1x21 + 0x20 + 0x2-1 + 1x2-2
= 1x128 + 0x64 + 0x32 + 0x16 + 1x8 + 1x4 + 1x2 + 0x1 + 0x0,5 + 1x0,25
= 128 + 0 + 0 + 0 + 8 + 4 + 2 + 0 + 0 + 0,25
= 142,25
b. Converter para decimal o número 361,458
De um modo 
geral, o processo 
de conversão de 
números reais 
em qualquer 
base numérica 
para a base 10 
deve considerar a 
Expressão 1 vista 
anteriormente.
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ARQUITETURA DE COMPUTADORES
unidade 2
042
Pela Expressão 1, temos:
3618
 = 3x82 + 6x81 + 1x 80 + 4x8-1 + 5x8-2
= 3x64 + 6x8 + 1x1 + 4x0,125 + 5x0,015625
= 192 + 48 + 1 + 0,5 + 0,078125
= 241,578125
c. Converter para decimal o número1BC16
 Com a Expressão 1, temos:
1BC,416 = 1x16
2 + B16x16
1 + C16x16
0 + 4x16-1
Para o processo de conversão, deve-se considerar que os algarismos 
da base 16 de A à F correspondam aos números decimais de 10 a 15, 
respectivamente. Então, reescrevendo a expressão, temos:
1x162 + B16x16
1 + C16x16
0 + 4x16-1
= 1x162 + 11x161 + 12x160 + 4x16-1
= 1x256 + 11x16 + 12x1+ 4x0,0625
= 256 + 176 + 12 + 0,25
= 444,25
Conversão de números da base 10 
para uma base b qualquer
A conversão de números da base dez para uma base qualquer 
segue um processo inverso ao descrito acima. O processo é 
dividido em duas etapas, sendo uma para a parte inteira e outra 
para a parte fracionária. No final, os números encontrados em cada 
etapa deverão ser concatenados com o separador vírgula.
Processo para a parte inteira do número
A conversão de 
números da base 
dez para uma base 
qualquer segue um 
processo inverso ao 
descrito acima.
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ARQUITETURA DE COMPUTADORES
unidade 2
043
O número decimal deverá ser dividido sucessivas vezes pela base, 
sendo que o resto de cada divisão deverá ocupar sucessivamente as 
posições de ordem menos significativas do número, até que o resto 
da última divisão, que resulta em quociente zero, ocupe a posição 
de ordem mais significativa. Tome como exemplo a conversão do 
número 326 para a base 2, base 8 e base 16:
FIGURA 18 - Processo de conversão de decimal para binário
FIGURA 19 - Processo de conversão de decimal para octal
Fonte: Elaborado pelo Autor.
Fonte: Elaborado pelo Autor.
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ARQUITETURA DE COMPUTADORES
unidade 2
044
Fonte: Elaborado pelo Autor.
FIGURA 20 - Processo de conversão de decimal para hexadecimal 
Pelas FIGURAS 18, 19 e 20, é possível verificar o procedimento 
de conversão de um número inteiro na base 10 para os sistemas 
binário, octal e hexadecimal. Deve-se observar que os restos das 
divisões são escritos na forma inversa, ou seja, do algarismo 
menos significativo para o mais significativo. Ainda, considerando 
o processo de conversão para a base 16, quando o resto for maior 
que 9, deve-se utilizar os respectivos algarismos hexadecimais – A, 
B, C, D, E ou F – conforme o caso.
Processo para a parte fracionária do número
O procedimento para encontrar a parte fracionária de um número 
na nova base consiste em um processo de multiplicação sucessiva 
da parte fracionária do número em decimal pela base destino. A 
parte inteira do resultado da primeira multiplicação será o valor da 
primeira casa fracionária, e a parte fracionária desse número será 
de novo multiplicada pela base e assim por diante, até o resultado 
ser zero ou até encontrarmos o número de casas fracionárias 
desejado.
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ARQUITETURA DE COMPUTADORES
unidade 2
045
Vamos converter 326,651 para a base 2, 8 e 16, com 5 algarismos 
fracionários:
1. A parte inteira será convertida pelo procedimento descrito no 
item anterior.
2. A parte fracionária será determinada pelo processo de 
multiplicações sucessivas, conforme verificamos nas FIGURAS 
21, 22 e 23.
FIGURA 21 - Conversão de decimal fracionário para binário fracionário
Fonte: Elaborado pelo Autor.
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ARQUITETURA DE COMPUTADORES
unidade 2
046
FIGURA 22 - Conversão de decimal fracionário para octal fracionário
Fonte: Elaborado pelo Autor.
Fonte: Elaborado pelo Autor.
FIGURA 23 - Conversão de decimal fracionário para hexadecimal fracionário
 3. Cada número será montado através da concatenação da parte 
inteira com a parte fracionária, separadas por vírgula:
FIGURA 24 - Formatação final dos números
Binário 326,651 = 101000110, 10100
Octal 326,651 = 506, 51523
Hexadecimal 326,651 = 146, A6A7E
Fonte: Elaborado pelo Autor.
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ARQUITETURA DE COMPUTADORES
unidade 2
047
Em todos os casos, a conversão foi interrompida quando 
encontramos o número de algarismos fracionários solicitado no 
enunciado. No entanto, como não encontramos resultado 0 em 
nenhuma das multiplicações, poderíamos continuar efetuando 
multiplicações indefinidamente até encontrar (se encontrarmos) 
resultado zero. No caso de interrupção por chegarmos ao número de 
dígitos especificado sem encontrarmos resultado zero, o resultado 
encontrado é aproximado, e essa aproximação será função do 
número de algarismos que calcularmos. Assim, se convertermos 
os números da FIGURA 24 em decimal, chegaremos a um valor 
aproximado.
Conversões entre as bases 2, 8 e 16
As conversões mais simples são as que envolvem bases que são 
potências entre si. Para converter da base 2 para a base 8, considere 
que 8 = 23. Então, deve-se separar os bits de um número binário 
em grupos de três bits, começando sempre do menos significativo 
para o mais significativo, e depois converter cada grupo de três bits 
para seu equivalente em octal. Ao final, tem-se a representação do 
número binário em octal.
101010012 = 10.101.0012 (separando em grupos de 3, sempre 
começando da direita para a esquerda)
Considerando que: 0102 = 28
1012 = 58
0012 = 18
Portanto: 101010012 = 2518
Nas conversões entre as bases 2 e 16, deve ser considerado que 
24 = 16. Assim, basta separar o número binário em grupos de 4 
bits e converter parcialmente cada um dos grupos de 4 bits para 
hexadecimal. Observe no exemplo abaixo o processo:
As conversões mais 
simples são as que 
envolvem bases que 
são potências entre 
si. Para converter da 
base 2 para a base 8, 
considere que 8 = 23.
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ARQUITETURA DE COMPUTADORES
unidade 2
048
110101011012 = 110.1010.11012 (separando em grupos de 4 bits, sempre 
começando do algarismo menos significativo para o mais significativo)
110101011012 = 110.1010.11012 (separando em grupos de 4 bits, sempre 
começando do algarismo menos significativo para o mais significativo)
Considerando que: 1102 = 616
10102 = A16
11012 = D16
Portanto: 110101011012 = 6AD16
Para convertermos números escritos em hexadecimal ou octal para binário, 
devemos efetuar a operação inversa ao processo de binário para as bases 8 e 
16. Perceba pelos exemplos abaixo como operar nesse processo de conversão:
A. Converter o número CAFE16 para binário:
1. Como cada dígito hexadecimal corresponde a 4 dígitos binários, então 
deve-se converter parcialmente cada um dos dígitos em hexadecimal, 
convertendo primeiro para decimal e depois