Sistemas rr-09-r.01 UC: Organização e Arquitetura de Computadores Docente: Prof. MSc. Marcelo Siedler.

Apresentação em tema: "Sistemas rr-09-r.01 UC: Organização e Arquitetura de Computadores Docente: Prof. MSc. Marcelo Siedler."— Transcrição da apresentação:

1 Sistemas rr-09-r.01 UC: Organização e Arquitetura de Computadores Docente: Prof. MSc. Marcelo Siedler

2 Créditos rr-09-r.01 Bibliografia Básica TítuloAutorEdiçãoLocalEditoraAno Organização estruturada de computadoresTENEMBAUM, Andrew S.5. ed.Rio de JaneiroLTC2007 Introdução à organização de computadoresMONTEIRO, Mário A.4. ed.Rio de JaneiroLTC2002 Sistemas digitais: princípios e aplicaçõesTOCCI, Ronald J.7. ed.Rio de JaneiroLTC2000 Organização e projeto de computadores: a interface hardware/software HENNESSY, John L.; Patterson, David A. 2. ed.Rio de JaneiroLTC2000 Bibliografia Complementar TítuloAutorEdiçãoLocalEditoraAno Hardware: montagem, configuração e manutenção de micros FERREIRA, SilvioRio de JaneiroAxcel Books2005 Site: http://www.infowester.com/ Site: http://www.organizacaodecomputadores.kit.net/

3 Sistemas -Conjunto de partes que cooperam entre si para atingir um objetivo em comum; -Ex. -Sistema de transporte de uma cidade (motoristas, cobradores, trajetos, passageiros, ruas, ônibus e etc) -Corpo humano (órgãos, veias, sangue e etc) -Sistema econômico do país -... -Sistemas de computação??? rr-09-r.01

4 Sistemas de computação -Conjunto de partes (teclado, mouse, processador, memória,...) que cooperam entre si para atingir um objetivo em comum; -Sistemas de computação tem esse nome porque nada mais fazem do que computar (calcular) dados. -Primeiro computador para calcular dados para o exército americano em 1940. Daí em diante só temos evolução. rr-09-r.01

5 Sistemas de computação (Programa) -Processamento de dados requer execução de instruções -Instruções devem ser elaboradas -Instruções devem ser executadas passo a passo -Algoritmo = conjunto de instruções formados com determinada lógica e passos finitos para solucionar um problema. -Programa = conjunto de algoritmos. rr-09-r.01

6 Sistemas de computação (Programa – Ex.) - Programa: Ler e somar 100 números. Após imprimir a soma. -1. Escrever e guardar N=0 e SOMA=0 -2. Ler valor de entrada -3. Somar entrada ao SOMA e guardar em SOMA -4. Somar 1 ao N e guardar em N -5. Se N menor que 100 então passar para item 2 -6. Senão imprimir valor de SOMA -7. Parar Os passos finitos acima constituem um algoritmo. rr-09-r.01

7 Sistemas de computação (Programa – Ex.) -1. Escrever e guardar N=0 e SOMA=0 -2. Ler valor de entrada -3. Somar entrada ao SOMA e guardar em SOMA -4. Somar 1 ao N e guardar em N -5. Se N menor que 100 então passar para item 2 -6. Senão imprimir valor de SOMA -7. Parar rr-09-r.01 Dados (Entradas) ProcessamentoResultado: Informação (Saídas) Etapas básicas de um processamento de dados.

8 Evolução das Linguagens de Programação Primeira linguagem de alto nível: – FORTRAN – 1957 (FORmula TRANslation) para elaboração de programas científicos.

9 Exemplo C Programa para realizar a soma de 3 valores e imprimir o resultado program sum integer a, b, c, soma a = 15 b = 30 c = 5 soma = a + b + c print*, soma stop end

10 Sistemas de computação (Programa – Case Prático - Assembly) Push ebp Mov ebp, esp Add esp, -$0c Mov [ebp-$04], eax Xor eax, eax Mov [ebp-$0c], eax Mov [ebp-$08], $00000001 Add dword ptr [ebp-$0c], $0a Inc dword ptr [ebp-$08] Cmp dword ptr [ebp-$08], $06 Jnz TForm1.TestAsm + $15 Mov esp, ebp Pop ebp Ret rr-09-r.01

11 Sistemas de computação (Programa – Case Prático - Delphi) Procedure Tform1.TestAsm Var I, Total:Integer; Begin Total:=0; For I:=1 to 5 do Total:=Total+10; End; rr-09-r.01

12 Sistemas de computação (Programa – Case Prático – Linguagem de Máquina) 01010101 0001011111101100 100000111100010011110100 100010010100010111111100 0011001111001101 100010010100010111111100 1100011101000101111100001000000 100000110100010111111010000001010 111111110100010111111000 10000011011111011111100000000110 0111010111110011 1000101111100101 01011101 11000011 rr-09-r.01

13 Sistemas de computação (Resumo) Uma simples equação: X := A + B / ( C * D – A ) Complexa linguagem: 1000111000000111 0000111000001100 0111111000001111 0101111000001001 1100111000001110 0011111000011000 0111111000011011 1110111000100011 rr-09-r.01

14 Computador Computador: - formado por circuitos eletrônicos; - circuitos eletrônicos podem fazer um número limitado de instruções: - somar dois números; - comparar um número com zero; - ler um dado da memória; -... - conjunto de instruções formam a linguagem de máquina; rr-09-r.01

15 Linguagem de máquina Linguagem de máquina: - criar programas é: - extremamente complexo; - muito demorado; - margem de erro muito grande; Conseqüências: - formas organizadas de estruturar computadores - abstrações em linguagens de alto nível; rr-09-r.01

16 Tradução x Interpretação Tradução: [ tradução de um livro ] [ case: C/C++ ] L1 => Tradução/Compilação => L0 Vantagem: Velocidade de execução Interpretação: [ interprete de uma viagem ] [ case: PHP ] L1 => Interpretação => L0 Vantagem: Fácil atualização de instruções rr-09-r.01

17 Tradução x Interpretação - As duas técnicas são muito semelhantes: - em ambas as instruções em L1 são executadas por um conjunto equivalente de instruções em L0; - A diferença é: - na tradução o programa em L1 é descartado na execução do programa; - na interpretação L1 permanece fornecendo as instruções seguintes; rr-09-r.01

18 Máquina virtual -É um componente capaz de executar um mesmo programa, traduzido ou interpretado, em diferentes arquiteturas. Case JVM. rr-09-r.01 C/C++ Tradução A S.O. A C/C++ Tradução B S.O. B Java Tradução S.O. AS.O. B JVM

19 Máquina virtual Camadas ou níveis da máquina virtual: rr-09-r.01 Computador real M0, com a linguagem de máquina L0. Máquina virtual M1, com a linguagem de máquina L1. Máquina virtual M2, com a linguagem de máquina L2. Máquina virtual Mn, com a linguagem de máquina Ln. Nível 0 Nível 1 Nível 2 Nível n Programas que podem ser executados diretamente pelo hardware. Programas que devem ser traduzidos ou interpretados para L0. Programas que devem ser t raduzidos ou interpretados para L1 ou L0. Programas que devem ser traduzidos ou interpretados para Ln ou L0.

20 Máquina virtual JVM rr-09-r.01 Linguagem de máquina (0 e 1) Assembly C/C++ JAVA

21 Computadores modernos e seus níveis / camadas rr-09-r.01 Nível da lógica digital. Nível da micro arquitetura. Nível do conjunto de instruções. (ISA – Arquitetura do conjunto de instruções) Nível do sistema operacional. Nível 0 Nível 1 Nível 2 Nível 3 Execução em hardware Interpretação (microprograma) Interpretação parcial (SO) Nível da linguagem o montador. Nível das linguagens de alto nível. Nível 4 Nível 5 Tradução (Montador) Tradução (Compilador)