Arquitetura de Computadores Introdução

Arquitetura de Computadores Evolução Primeira Geração Computadores a Válvula (1945) Eniac

Arquitetura de Computadores Primeira Geração Decimal (não binário) 20 acumuladores de 10 dígitos Programado manualmente através de chaves e conexões de cabos 18.000 válvulas 30 toneladas 800 Km de cabos 140 metros quadrados 140 kW de consumo de energia elétrica 5.000 adições por segundo Muito mais rápido que qualquer computador eletromecânico

Arquitetura de Computadores Conceito de Programa Armazenado Concebido simultaneamente por von Neumman e Turing. Publicado em 1945 por von Neumman, para o EDVAC (Electronic Discrete Variable Computer) IAS (Princeton Institute for Advanced Studies) Iniciado em 1946 Completado em 1952 Protótipo dos computadores de propósito geral subsequentes: Memória principal, que armazena dados e instruções ALU, capaz de realizar operações com dados binários Unidade de Controle, que interpreta e executa instruções armazenadas na memória Dipositivos de Entrada e Saída (E/S), operados pela unidade de controle

Arquitetura de Computadores UNIVAC I (1947) UNIVAC II (1950) IBM 701 (1953) IBM 702 (1955) IBM série 700/7000 Figura retirada do livro Introdução a Arquitetura de Computadores, Miles J. Murdocca

Arquitetura de Computadores Arithmetic and Logic Unit Input Output Equipment Main Memory Program Control Unit

Arquitetura de Computadores Segunda Geração: Computadores Transistorizados Substituiu as Válvulas Menor Mais rápido Mais barato Menor dissipação de calor Menor consumo de energia Dispositivo Semicondutor (feito de Silício) Capacidade de Ligar e Desligar a corrente elétrica: base de toda a lógica digital Inventado (descoberto) em 1947 no Bell Labs William Shockley, John Bardeen e Walter Bratain

Arquitetura de Computadores Terceira Geração Computadores com Circuitos Integrados Integração em pequena escala (Small scale integration, SSI) – a partir de 1965 Até 100 componentes em um chip Integração em média escala (Medium scale integration, MSI) - até 1971 100 - 3.000 componentes em um chip Integração em grande escala (Large scale integration, LSI) - 1971-1977 3.000 - 100.000 componentes em um chip Integração em escala muito grande (Very large scale integration, VLSI) – a partir de 1978 100.000 – 100.000.000 componentes em um chip Ultra large scale integration (ULSI) Mais de 100.000.000 componentes em um chip

Arquitetura de Computadores Aumento da densidade de componentes nos chips Gordon Moore – co-fundador da Intel Número de transistores iriam dobrar a cada ano Desde 1970 crescimento diminuiu um pouco Número de transistores dobra a cada 18 meses Custo de um chip permaneceu praticamente inalterado Maior densidade de componentes significa caminhos elétricos mais curtos, o que aumentou a velocidade de operação O computador ficou menor, tornando-o conveniente para ser usado em diversos ambientes (flexibilidade!) Redução do consumo de energia e da necessidade de resfriamento Menos interconexões aumentam a confiabilidade

Arquitetura de Computadores Lei de Moore

Arquitetura de Computadores Evolução do Pentium 8080: Primeiro microprocessador de propósito geral 8 bits (interno e externo) Utilizado no primeiro computador pessoal, o Altair 8086: 16 bits (interno e externo) Memória cache 8088: 16 bits (interno) / 8 bits (externo) Usado no primeiro PC da IBM

Arquitetura de Computadores Evolução do Pentium 80286: Extensão do 8086 Endereçava 16 Mbytes (contra 1Mbyte do 8086/8088) 80386: 32 bits Multitarefa 80486: Tecnologia de cache mais elaborada Co-processador aritmético de ponto flutuante

Arquitetura de Computadores Evolução do Pentium Pentium: Tecnologia superescalar (múltiplas instruções em paralelo) Primeira CPU de 64 bits (interno) compatível com a família PC Pentium II: Incorporou a tecnologia Intel MMX (vídeo, aúdio, gráficos) Pentium III: Instruções de ponto flutuante adicionais para software 3D Merced: Nova geração de processadores Intel Organização de 64 bits