Quadro consolidado

Resumo de fundamentos

Hardware é o nome dado ao conjunto de dispositivos (componentes físicos) que formam o computador, isto é, a máquina propriamente dita.

Software é o nome dado aos programas de um computador, ou seja, o conjunto de instruções, expresso em linguagens especiais e compreensíveis para a máquina, para que ela possa executar as operações que desejamos.

Arquitetura de Computadores:

Refere-se aos atributos de um sistema que são visíveis para o programador ou, em outras palavras, que têm impacto direto sobre a execução lógica de um programa (Stalling, 2002)

Exemplos:

.O conjunto de instruções.

.O número de bits usados para representar os vários tipos de dados.

.Os mecanismos de E/S

.Técnicas de endereçamento de memória.

Organização de Computadores:

.Refere-se às unidades operacionais e suas interconexões que implementam as especificações da sua arquitetura (Stalling, 2002)

Exemplos:

.Detalhes do hardware transparente ao programador.

.Sinais de controle

.As interfaces entre o computador e os periféricos.

.Tecnologia de memória utilizada.

Questões

Definir se um computador deve ou não ter uma instrução de multiplicação é uma decisão de projeto de sua arquitetura ou de sua organização?

Decisão de arquitetura, pois uma operação de multiplicação faz parte do conjunto de instruções da máquina.

E quanto a definir se essa instrução será implementada por uma unidade especial de multiplicação ou por um mecanismo que utiliza repetidamente uma unidade de soma. Constitui uma decisão de projeto de sua arquitetura ou de sua organização?

Decisão de organização, pois visa definir que unidade operacional implementará essa instrução.

Cada computador possui um conjunto de instruções.

Cada instrução é composta de uma operação e de dados que serão usados nesta operação.

Cada instrução é única, apesar de existirem instruções similares.

Em geral, cada instrução tem a forma

OPERAÇÃO , OPERANDOS.

.OPERAÇÃO: especifica a função a ser desempenhada.

.OPERANDOS: determina dos dados com os quais a operação será realizada.

Princípios básicos

Programa: Sequência lógica de instruções a ser seguida para que seja atingido algum objetivo computacional.

Tanto o programa quanto os dados correspondentes ficam armazenados na memória da máquina.

Todo programa para ser executado deve estar na memória.

O conjunto de instruções deve ser interpretado para a realização do processamento, ou seja, as operações e operandos devem ser entendidos e processados.

Princípios básicos

O conjunto de instruções básicas entendidas pelo computador é chamado de Linguagem de Máquina.

Em geral, estas instruções são:

.Tão simples quanto é possível.

.Compatíveis com o uso que se pretende dar ao computador.

.Compatíveis com a performance que se deseja atingir.

O objetivo é:

.Reduzir o custo e a complexidade da eletrônica necessária a sua implementação.

Componentes funcionais básicos

A arquitetura básica dos computadores de hoje foi proposta pelo húngaro naturalizado americano John von Neumann.

Sua arquitetura foi chamada de:

Modelo de Von Neumann.

Trabalhou na construção do:

ENIAC e seu sucessor, o EDVAC.

Primeiros computadores eletrônicos binários.

Durante a construção do EDVAC.

Publicou o artigo “First Draft of a Report on the EDVAC”

Nesse artigo, ele propôs um computador composto por uma estrutura simples mas fixa com um controle programado, que seria capaz de executar qualquer comando sem haver necessidade de se alterar o hardware.

Técnica do programa-armazenado.

O relatório sobre o EDVAC se tornou um dos primeiros documentos a descrever a disposição interna e os princípios de funcionamento dos computadores modernos.

Sugeriu:

.Guardar os programas na mesma unidade de memória dos dados.

.Unidade Central de Processamento (CPU), composta de unidade de controle e uma ou mais unidades de execução (ALU’s)

.Extrair qualquer dado ou instrução da memória, realizar a operação e devolver para memória.

.O modelo de von Neumann e consiste em:

 Memória principal.

 Que armazena dados e instruções.

 Unidade lógica e aritmética (ULA)

Capaz de realizar operações com dados binários.

 Unidade de controle

Interpretar e executar instruções armazenadas na memória.

 Dispositivos de entrada e saída (E/S)

Operados pela unidade de controle.

Fornecem dados para o processamento e recebem