Organização de um Computador Um computador é um sistema (máquina) que tem como finalidade processar informação! Como representar essa informação? Os seres humanos usam caracteres, dígitos, símbolos variados, desenhos, etc... O computador digital usa sinais eléctricos de 2 níveis: 0 e 1 bit (binary digit) – unidade básica de informação byte – conjunto de 8 bits +V 1 21-02-2019 Arquitectura de Computadores - Semana 1

Representação da Informação Toda a informação é representada em bits O formato para representação de cada tipo de informação é convencionado: Caracteres – código ASCII um computador 117 109 32 99 111 109 112 117 116 97 100 111 114 Números – inteiros, vírgula fixa, vírgula flutuante Programas – sequências de instruções Imagens – GIF, TIFF, Targa, JPEG Vídeos – MPEG, AVI etc. – 32 d – 100 p – 112 u – 117 a – 97 m – 109 r – 114 c – 99 o – 111 t – 116 21-02-2019 Arquitectura de Computadores - Semana 1

Níveis de Abstracção Um computador pode ser visto como uma pilha de máquinas virtuais, cada uma constituindo um nível de abstracção. Cada máquina virtual usa os serviços da máquina imediatamente abaixo, e fornece serviços à máquina imediatamente acima. Os utilizadores usam a máquina virtual mais adequada à tarefa que pretendem resolver. Aplicações Linguagens de alto-nível (HLL) Assembly Sistema Operativo Instruction Set Architecture MicroArquitectura Lógica Digital Nível 6 Nível 5 Nível 4 Nível 3 Nível 2 Nível 1 Nível 0 * 21-02-2019 Arquitectura de Computadores - Semana 1

Arquitectura de Computadores - Semana 1 Conversores de Nível Compiladores – convertem um programa escrito numa linguagem, noutro semanticamente equivalente escrito numa linguagem de mais baixo nível; Interpretadores – executam num determinado nível, instrução a instrução, um programa escrito num nível mais alto; Assemblers – traduzem um programa escrito em assembly para um programa escrito em linguagem--máquina 21-02-2019 Arquitectura de Computadores - Semana 1

Funcionamento de um Computador Máquina de Von Neumann Unidade Lógica Aritmética Memória Central Unidades de Entrada E Saída de Dados Unidade de Controlo Processador Entrada Saída CPU Memória Controlo Barramento Endereços Dados 21-02-2019 Arquitectura de Computadores - Semana 1

Funcionamento de um Computador Estrutura de um computador pessoal Processador 400MHz 100 MHz 800 MB/s memória cache núcleo DMA 400 MHz, 64 bits (3200 MB/s) AGP/ PCI Bridge AGP slot 533 MB/s PCI BUS 33.3 MHz, 32 bits (133 MB/s) PCI slots SCSI USB Mouse Kbd 33 MB/s ISA Bridge IDE Bus ISA BUS 8 MHz, 16 bits (16 MB/s) ISA slots 21-02-2019 Arquitectura de Computadores - Semana 1

Funcionamento de um Computador O processador repete sucessivamente um ciclo fundamental para a execução de instruções: 1 – fetch 2 – decode 3 - execute Memória IP IR Reg ALU endereço instrução IP IR Reg ALU ??? Micro-código ou hardwired Memória IP IR Reg ALU Memória endereço dados 21-02-2019 Arquitectura de Computadores - Semana 1