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Organização e Arquitetura de Computadores Prof. Bruno Silvério Costa.

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1 Organização e Arquitetura de Computadores Prof. Bruno Silvério Costa

2 Arquitetura de Computadores - independente de implementação. Atributos de um sistema [de computação] que são visíveis para o programador (...) e que têm impacto direto sobre a execução lógica de um programa (Tanenbaum, 1999) Ex: conjunto de instruções, conjunto de registradores, representação de dados, mecanismos de E/S, endereçamento de memória

3 Organização de Computadores – Especifica as unidades operacionais e sua interconexão para implementação de uma determinada arquitetura. Ex: estrutura interna do processador, barramentos internos, tecnologia de memórias, interface com sistema de E/S

4 Famílias de arquiteturas Intel 80x86 i586 i686 Questão chave: compatibilidade Implementação (organização) pode ser diferente

5 Exemplo atual: Pentium 4 vs. Celeron Possuem a mesma arquitetura Têm diferentes recursos de implementação: Cache interna, unidades de execução em paralelo, etc. Fator custo – quanto mais recursos, mais caro.

6 Segundo TANENBAUM(1999): Um modelo de abstração para facilitar o projeto e implementação de arquiteturas de computadores Estabelece que um computador é dividido em níveis ou camadas. Em cada nível, o computador pode ser programado utilizando a linguagem e os recursos daquele nível. Um nível pode ser visto como uma máquina virtual para execução de programas escritos no nível imediatamente superior.

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8 É o modelo de projeto da maioria dos computadores atuais. Consiste em CPU, memória e periféricos de Entrada/Saída, sendo que a memória contem tanto programas (instruções), como dados. Este tipo de organização da memória é denominada de stored-program ou programa armazenado.

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10 Utiliza memórias diferentes para dados e programa armazenado, permitindo que um processador possa acessar as duas simultaneamente, obtendo um desempenho melhor do que a da Arquitetura de von Newman, pois pode buscar uma nova instrução enquanto executa outra. A arquitetura Havard também possui um repertório com menos instruções que a de von Neumann. Os processadores com arquitetura Harvard são também conhecidos como processadores RISC" (Computador com Conjunto Reduzido de Instruções), e os processadores com uma arquitetura von Neumann, de processadores CISC" (Computador com um Conjunto Complexo de Instruções).

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12 Um processador CISC possui um set de instruções vasto e complexo. Uma instrução complexa é aquela cujo significado seja rico, como por exemplo multi a, b, c Processadores CISC possuem hardware também complexo para permitir a execução das instruções complexas Processadores RISC possuem poucas instruções e portanto, são mais simples em termos de hardware.

13 Os processadores CISC apresentam a vantagem de permitirem a expressão de idéias complexas diretamente com operandos do hardware. Processadores RISC exigem muitas instruções para representarem idéias complexas, mas possuem hardware mais rápido, por ocasião de sua simplicidade.

14 Refinamento do modelo de von Neumann. O modelo de barramento de sistema possui uma CPU (ALU e controle), memória e uma unidade de entrada/saída (I/O). A comunicação entre os componentes é realizada através de um caminho compartilhado chamado barramento de sistema (bus), constituído do barramento de dados, do barramento de endereços e do barramento de controle. Existe também um barramento de energia e algumas arquiteturas podem ter um barramento de I/O separado.

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16 O poder computacional de um equipamento que se adquire hoje por R$ X, será o dobro pelo mesmo custo daqui a 18 meses.


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