Arquitetura de computadores – Jhon Von Neumann

Discente: Ruan Pedro Santana Albuquerque de Lemos

SI-UPE

1° Período-2017

Arquitetura de computadores – Jhon Von Neumann

Resumo Bibliográfico

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 de programa armazenado. Podemos dizer que ele propôs os elementos críticos de um sistema computacional, denominado de Modelo de Von Neumann. (TANENBAUM, 2007).

Os Computadores em sua época

Os computadores em geral, em sua época, eram dispositivos eletrônicos ou eletromecânicos construídos a parti de engrenagens mecânicas que possuíam como função de solucionar problemas específicos. Entretanto, através desses dispositivos durante a segunda guerra mundial foi criado o Eletronic Numeric Integrator And Calculator(ENIAC), tratava-se de um grande computador decimal que ocupava uma área de 4500 metros quadrados, a sua programação envolvia diversos cabos e chaves e era capaz de realizar 500 multiplicações por segundo. Tendo sido projetado para calcular trajetórias de balísticas, isto era capaz devido a utilização de válvulas que possuía uma quantidade de aproximada de 19.000, possibilitando uma rapidez maior nos cálculos. Logo, percebe-se que o computador necessitava de um grande uso de energia e também que produzia uma grande quantidade de calor precisando de uma constante manutenção para reparar seus defeitos e falhas.

Arquitetura de Von Neumann

A arquitetura de Von Neumann, é uma arquitetura de computador que se caracteriza pela possibilidade de uma máquina digital armazenar seus programas no espaço de memória que os dados, podendo manipular tais programas., os principais componentes do computador seriam: a memória que tem como objetivo de armazenar os dados e os programas, a unidade central de processamento(CPU) tendo a função de processar e executar os dados e os programas e por fim armazenar os resultados na memória, a CPU possui suas sub unidades , unidade aritmética e lógica(ULA) tendo objetivo de resolver os problemas aritméticos(produto, soma, razão, subtração) e lógicos(expressões booleanas), a unidade de controle(CU) responsável por controlar o fluxo de execução da CPU buscando dados e instruções da memória e coordena troca de dados entre os registradores e a ULA, registradores são posições de memórias construídos dentro da CPU podendo ser mais rápidos acessar as informações integradas na memória. Os mesmos componentes listados, em arquitetura de computadores são interligados por meio de um barramento queria um conjunto de linhas de comunicação (condutor elétrico ou fibra óptica) que permitem a interligação entre dispositivos de um sistema de computação, ou entre vários outros sistemas de computação. Além do mais, responsável sobre a questão do tempo de realização de cada função dos devidos componentes do computador, que será mais veloz pela quantidade de bits presente no barramento.

Hierarquia da memória

 Ao longo dos anos a velocidade dos processadores acabou se tornando cada vez maior, entretanto a velocidade de processamento de uma memória não acompanhou a evolução dos processadores. Para que uma memória fosse adequada para tal evolução, seria necessário que a memória possuísse uma alta capacidade de armazenamento e em um curto período de acesso, porém ainda não existe tal memória para isso. Assim, um método utilizado para suprir está necessidade é a hierarquia de memórias, que é a utilização interativa de diversos tipos de memórias com diferentes tipos de tamanho e velocidade executando seu próprio papel. Temos  a  memória secundária que seria disco magnético ou óptico, tendo a  maior quantidade de armazenamento, mas o menor tempo de acesso, tendo como função de armazenar dados  permanentemente e está memória não pode ser acessada diretamente pela CPU, a mesma precisa ser acessada pela memória principal. Memória Principal que seria a RAM, não armazena conteúdos permanentemente, no entanto responsável pela leitura dos conteúdos adquiridos, após realizar sua tarefa os arquivos são retirados da memória. Memória cache surgiu à necessidade da memória principal quando não estavam mais dando conta da evolução dos processadores, possui pouca capacidade de armazenamento, mas, mas muito veloz na questão de processamento, sua função é dar suporte a RAM quando a CPU for buscar informações passando pela RAM, na qual checar se há as devidas informações para diminuir o tal consumo de memória. Registradores são o meio mais rápido de armazenar uma informação, São circuitos digitais capazes de armazenar deslocar informações binárias, tipicamente usados como dispositivos de armazenamento temporário, quando há execução de um programa os dados são movidos da memória principal e vão para os registradores, então as instruções que utilizam esses dados são executadas pelo processador e finalmente retornam para a memória principal.

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