Instruções de Máquina - Arquitetura

Quais são os computadores

Supercomputadores

Servidores

Computadores pessoais

Dispositivos portáteis e embarcados

Definição

Computadores são máquinasque podem realizar funções de qualquer outra máquina.

Abstração

Este modelo é chamado de arquitetura de Von Neumann.

A principal característica é que ambos o programa e os dados residem na memória.

Instruções

As operações básicas de uma máquina de Von Neumann operam sobre números,

Por simplicidade de implementação, estes são representados em binário.

Inclusive as instruções

10111010

add a, b

a + b

Níveis/Camadas de Abstração

Software de aplicação

Software do sistema

Hardware

Abstração nos programas

Linguagens de alto nível

Linguagem de montagem

Linguagem de hardware

Processador

O processador concentra o caminhi de dados e o controle.

É a parte mais importante do computador.

Evolução

1951 - Válvula

1965 - Transistor

1975 - Circuito Integrado

1995 - CI de larga escala

2005 - CI [...]

Memória

Comparação de velocidade

Tipo Tecnologia

----

Registradores SRAM (vol.)

Cache SRAM (vol.)

RAM DRAM (vol.)

Flash

[...]

Criando processadores

Feitos de silício, um semicondutor.

Seus componentes são feitos a apartir de um processo chamado de dopagem, que é a inserção de impurezas de forma organizada. É um processo caro.

Devido a defeitos no "wafer", somente uma fração sobrevive

Número de instruçções

CPI -> Cycles Per Instruction

Cálculo do tempo de CPU para um programa

CPUTime = InstructionCount * CPI / ClockFrequency

Assim podemos relacionar instruções e clock

Exemplos de Frequência e CPI

Qual a frequência de um relógio com período de 250ps?

1 / (250 * 10^-12) = 4 * 10^9 = 4 GHz

Um programa que executa 10 bilhões