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Organização de Computadores I
Maria Clicia Stelling de Castro 2008
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Itrodução ao Estudo dos Computadores
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Computadores Eletrônicos Digitais
Execução de instruções Um dos pontos principais num sistema computacional Aspectos influenciam definição e implementação da arquitetura Computadores solução de certos tipos de problemas Decisão depende da complexidade e do volume de dados
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Computadores Eletrônicos Digitais
Computadores eletrônicos digitais binários Problema Complexidade: simples X complexa Volume de dados: baixo X grande Solução Algoritmo Computacional
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Algoritmo Computacional
Fases: Elaboração do algoritmo referente ao problema Codificação do algoritmo programa fonte Tradução do programa fonte programa objeto Execução
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Algoritmo Computacional
Tradução programa fonte objeto Interpretação não cria programa objeto Compilação transforma programa em instruções básicas
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Conceitos Básicos Arquitetura Componentes Funcionalidade Interação
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Conceitos Básicos
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Contexto de Software
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Instruções do Processador
Partes Código de operação Operandos Operandos podem ser referenciados Valor Endereço
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Instruções do Processador
Passos de execução de uma instrução Busca Decodificação Execução Resultado / armazenamento
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Arquitetura de Von Newmann
Unidade de Entrada Memória Saída Controle Lógica Aritmética
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Formas de Representação da Informação
Sistemas digitais dígitos Sistema digital binário 2 valores 2 níveis de tensão: alto / baixo 1 / 0 verdadeiro / falso ativo / inativo set / reset complemento e inverso um do outro
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Sinal de Clock Sinal Periódico Hertz ou cilcos por segundo
Freqüência = Período período Clock f = 1/ período
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Processador Organização genérica Unidade de Controle R0 ..... Rn PC
Estado MAR MBR ALU IR Unidade de Controle Seção de Processamento Seção de Controle
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Cadeias de 0´s e 1´s Diferentes significados instruções dados
endereços Conteúdo da Memória Significado Código A Caracter EBCDIC 160 Número inteiro á Caracter ASCII-8 MOVE Instrução Intel 8086
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Cadeias de 0´s e 1´s Processadores Intel
8088 e 8086 interpreta cerca de 120 instruções cadeias binárias diferentes transforma em conjunto de ações discretas cada cadeia responsável por uma instrução 80286 acrescenta 23 instruções ao 143 instruções 80386 executa cerca de 200 instruções
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Barramentos Dados Endereço Controle
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Unidades Computacionais Básicas
Capacidade de Processamento (segundos) Capacidade de Armazenamento (bytes) Transferência de Informação (ordem de grandeza) um Mili = (ms) um Kilo = 210 Tempo de acesso a disco: ms um Micro = (s) um Mega = 220 Tempo de acesso a memória: s um Nano = (s) um Giga = 230 Ciclo de máquina: s / s um Pico = (ps) um Tera = 240 Execução de instruções:
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Don’t Care Funções lógicas que contém valores que não interessam nunca ocorrem Don´t cares facilitam o processo de otimização da implemetação de funções lógicas
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Relógios Clocks sinal periódico, com tempo de ciclo fixo
Freqüencia = inverso do período Período dividido em: nível alto e baixo Circuitos sensíveis: transições: positivas ou negativas nível: alto baixo f = 1/ período Clock
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Elementos de Memória Armazenam estado a sua saída depende tanto das entradas quanto do valor armazenado anteriormente nesse elemento Circuitos seqüenciais exemplos: latches, flip-flops, registradores e memórias Flip-flops: tipo D, JK, toggle Conjunto de flip-flops do tipo D construir registradores para armazenar um dado com vários bits.
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Máquinas de Estados Finitos
sistemas seqüenciais contêm estados armazenados em elementos de memória internos não pode ser expresso através de tabela verdade máquinas de estados finitos conjunto de estados todos os possíveis valores que a memória interna pode assumir n bits 2n estados duas funções: próximo estado: função combinacional das entradas e do estado corrente saída: função saída produz um conjunto de saídas a partir do estado atual e das entradas
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