Arquitetura De Vonn Neuman

UNIVERSIDADE ANHANGUERA

SISTEMAS DE INFORMAÇÃO

ARQUITETURA DE VON NEUMANN E ARQUITETURA HARVARD

SANTO ANDRÉ, 17 DE MARÇO

2015

ANDRÉ NOBORU TAKEDA

ARQUITETURA DE VON NEUMANN E ARQUITETURA HARVARD

SANTO ANDRÉ

2015

SUMÁRIO

INTRODUÇÃO 03

1.1 John Von Neumann (1903-1957) 04

1.2 Arquitetura de Von Neumann 04

1.3 Primeiros computadores da arquitetura de Von Neumann 06

2.1 Arquitetura Harvard 08

2.2 RISC x CISC 08

2.3 Principais diferenças entre as arquiteturas RISC e CISC 09

CONCLUSÃO 10

BIBLIOGRAFIA 11

INTRODUÇÃO

O presente trabalho apresenta a Arquitetura de Von Neumann, assim como sua biografia, e também sobre a Arquitetura de Harvard e as Arquiteturas CISC e RISC.

É de objetivo de este trabalho apresentar as principais características das arquiteturas Neumann, Harvard, CISC e RISC, definindo assim suas vantagens e desvantagens.

Está organizado em dois capítulos. Na parte 1 será abordada a vida e morte do grande matemático John Von Neumann, e um de seus melhores trabalhos: Arquitetura de Von Neumann. Na parte 2 será abordada a Arquitetura de Harvard, assim como suas vantagens sobre a arquitetura de Neumann e as arquiteturas de RISC e CISC, assim como suas principais diferenças, vantagens e desvantagens.

1.1 John Von Neumann (1903-1957)

Matemático americano nascido em Budapeste e estudou em Zurique e nas Universidades de Berlim e Budapeste. Viajou para os EUA em 1930 para frequentar a Universidade de Princeton. Após 1933, associou-se ao "Institute for Advanced Study" também em Princeton. Nacionalizou-se cidadão americano em 1937, e durante a II Guerra Mundial foi consultor no projeto da bomba atómica "Los Alamos". Em Março de 1955, tornou-se membro da "U.S. Atomic Energy Commission". Von Neumann foi um dos mais extraordinários matemáticos mundiais. Destacou-se pela sua contribuição à teoria dos quantos mecânicos, particularmente, pelo conceito de "círculos operadores" (conhecidos como a álgebra de Neumann) e pelo seu trabalho pioneiro na matemática aplicada (principalmente, na estatística e na análise numérica). Também ficou célebre pelo design de computadores electrónicos de alta velocidade, tendo construído, em 1952, o primeiro computador a utilizar um programa de armazenamento flexível: o MANIAC I. Em 1956, a "U.S. Atomic Energy Commission" concedeu-lhe o prémio Enrico Fermi pelas suas fantásticas contribuições para a teoria e para o design de computadores eletrônicos. Faleceu prematuramente, em 1957, vítima de câncer, aos 53 anos de idade.

1.2 Arquitetura de Von Neumann

John Von Neumann era então um matemático de reputação mundial, com publicações em diversas áreas da Matemática e da Física Matemática, professor visitante da Universidade de Princeton (1930-1933) e fazendo parte, desde 1933, do corpo de pesquisadores do prestigioso Instituto de Estudo Avançado (IAS) de Princeton. Entre os muitos interesses de von Neumann estava a resolução numérica de problemas para os quais não se conheciam soluções analíticas. Ele foi cativado pela possibilidade de automatizar os cálculos. Até então todas as máquinas construídas até o início do projeto do EDVAC eram programadas através de meios externos como cartões perfurados, fitas perfuradas, painéis, cabos de conexão etc., e dispunham de muito pouca memória para armazenar os dados e os resultados intermediários dos cálculos. Mesmo assim, a construção do ENIAC, cuja capacidade de armazenamento era de 20 números decimais de 10 dígitos (cerca de 700 bits), consumiu mais de 17 mil válvulas eletrônicas. Em 30 de junho de 1945 John von Neumann publicou o First Draft of a Report on the EDIVAC, que estabeleceu o paradigma de projetos de computadores para várias gerações seguintes de máquinas. Esta arquitetura ficou conhecida com o nome de "arquitetura de von Neumann", e

entre outras coisas incluía o conceito de programa armazenado. John von Neumann foi o responsável pela criação do código a ser usado (base para os futuros código a serem desenvolvidos) no ENIAC e começou a operar em 1943, tendo sido terminado totalmente em 1946, encerrando suas operações em 1955.

É uma arquitetura de computador que se caracteriza pela possibilidade de uma máquina digital armazenar seus programas no mesmo espaço de memória que os dados, podendo assim manipular tais programas. Esta arquitetura é um projeto modelo de um computador digital de programa armazenado que utiliza uma unidade de processamento (CPU) e uma de armazenamento ("memória") para comportar, respectivamente, instruções e dados. A máquina proposta por Von Neumann reúne os seguintes componentes: (i) uma memória, (ii) uma unidade aritmética e lógica (ALU), (iii) uma unidade central de processamento (CPU), composta por diversos registradores, e (iv) uma Unidade de Controle (CU), cuja função é a mesma da tabela de controle da Máquina de Turing universal: buscar um programa na memória, instrução por instrução, e executá-lo sobre os dados de entrada. Todos os elementos dessa arquitetura são alinhados da estrutura hardware do CPU, assim o sistema pode realizar todas as suas atividades sem apresentar erros no desempenho. Von Neumann