2- Entendendo o que é Arquitetura e Organização Organização e Arquitetura de Computadores Prof. Bruno Silvério Costa

1- Arquitetura x Organização (1) 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

1- Arquitetura x Organização (2) 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

1- Arquitetura x Organização (3) Famílias de arquiteturas Intel 80x86 i586 i686 Questão chave: compatibilidade Implementação (organização) pode ser diferente

1- Arquitetura x Organização (4) 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.

2-Organização estruturada de computadores (1) 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.

2-Organização estruturada de computadores (2)

3-Modelo Arquitetural de von Newman (1) 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.

3-Modelo Arquitetural de von Newman (2)

4-Modelo Arquitetural de Harvard (1) 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).

4-Modelo Arquitetural de Harvard (2)

5-CISC x RISC (1) 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.

5-CISC x RISC (2) 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.

6-Modelo de Barramento de Sistema (Murdocca, 1999) (1) 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.

6-Modelo de Barramento de Sistema (Murdocca, 1999) (2)

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