Introdução à Programação COM 100 Notas de Aula 02 UFOP – ICEB – DECOM Prof. Marcelo Luiz Silva Red

O Modelo da Máquina de von NeuMann John von Neumann (1903-1954), nasceu em Budapeste – Hungria. 1930 – Institute for Advanced Study, Princeton, New Jersey. seu trabalho possibilitou o projeto básico da geração moderna dos computadores eletrônicos. UFOP – ICEB – DECOM Prof. Marcelo Luiz Silva Red

O Modelo da Máquina de von NeuMann EDVAC – Electronic Discrete Variable Computer. principal característica: armazenamento de um programa codificado. a programação manual poderia ser evitada, com a codificação e o armazenamento das instruções. UFOP – ICEB – DECOM Prof. Marcelo Luiz Silva Red

O Modelo da Máquina de von NeuMann um computador poderia ser compreendido nos termos de sua arquitetura, ao invés dos termos de engenharia de seus dispositivos. nesta abordagem, a tecnologia por trás das máquinas poderia se modificar, não necessariamente o projeto lógico. UFOP – ICEB – DECOM Prof. Marcelo Luiz Silva Red

O Modelo da Máquina de von NeuMann exemplo: 386, 486, Pentium I, ... é uma arquitetura projetada para implementar o conceito de “programa armazenado”. emprega um esquema de codificação interna, utilizando o sistema binário. UFOP – ICEB – DECOM Prof. Marcelo Luiz Silva Red

O Modelo da Máquina de von NeuMann o código em binário é utilizado para representar: 1) o dado que a máquina processa; e 2) o programa que determina o processamento (tradução de um algoritmo). UFOP – ICEB – DECOM Prof. Marcelo Luiz Silva Red

Elementos Principais Máquina de von NeuMann Unidade de Memória Principal: armazena os dados e as instruções do programa. Unidade de Controle: gerencia a busca, decodificação e a execução da instrução codificada (do programa armazenado). UFOP – ICEB – DECOM Prof. Marcelo Luiz Silva Red

Elementos Principais Máquina de von NeuMann ULA – Unidade Aritmética e Lógica: dedicada ao desempenho das funções aritméticas e lógicas pré-definidas, ou embutidas, na máquina. conjunto de instruções da máquina: operações pré-definidas – variam de acordo com a máquina. UFOP – ICEB – DECOM Prof. Marcelo Luiz Silva Red

Elementos Principais Máquina de von NeuMann UCP – Unidade Central de Processamento: formada pela ALU e Unidade de Controle. juntas a UCP e a Unidade de Memória são conhecidas como “processador”. UFOP – ICEB – DECOM Prof. Marcelo Luiz Silva Red

Elementos Principais Máquina de von NeuMann Dispositivos de Entrada e Saída (E/S): viabilizam a troca de informações entre um usuário humano e o processador. Memória Secundária: arquivar dados e as instruções quando as mesmas não estiverem em uso. UFOP – ICEB – DECOM Prof. Marcelo Luiz Silva Red

Características Máquina de von NeuMann processador único e serial: uma única máquina que executa uma série de instruções e tarefas, uma por vez. Ciclo Instrução-Execução: tarefa de buscar, decodificar e executar as instruções codificadas ( do programa armazenado). UFOP – ICEB – DECOM Prof. Marcelo Luiz Silva Red

Características Máquina de von NeuMann o Ciclo Instrução-Execução é executado pela Unidade de Controle e é repetido enquanto houver instruções, codificadas, do programa a serem executadas. a Unidade de Controle sabe identificar o momento de parada – HALT. UFOP – ICEB – DECOM Prof. Marcelo Luiz Silva Red

Características Máquina de von NeuMann UFOP – ICEB – DECOM Prof. Marcelo Luiz Silva Red

Características Máquina de von NeuMann UFOP – ICEB – DECOM Prof. Marcelo Luiz Silva Red

Características Máquina de von NeuMann o conceito da operação seqüencial simplificou o projeto de engenharia e aumentou a rapidez que a máquina poderia executar um programa, fazendo-se uma comparação como ENIAC (tarefas simultâneas ou em paralelo). UFOP – ICEB – DECOM Prof. Marcelo Luiz Silva Red

Conseqüências Máquina de von NeuMann tornou-se sinônimo de máquinas eletrônicas de computação. automação baseada na execução de programas armazenados. UFOP – ICEB – DECOM Prof. Marcelo Luiz Silva Red

Conseqüências Máquina de von NeuMann projeto lógico composto pelas unidades funcionais básicas: um processador central, uma unidade de memória, dispositivos de E/S, e dispositivos de memória secundária. UFOP – ICEB – DECOM Prof. Marcelo Luiz Silva Red

Conseqüências Máquina de von NeuMann codificação binária interna, para os dados e as instruções. operação serial, utilizando um único processador. UFOP – ICEB – DECOM Prof. Marcelo Luiz Silva Red

entre 1946 e 1951, von Neumann e seus colegas construíram o IAS. Máquina de von NeuMann entre 1946 e 1951, von Neumann e seus colegas construíram o IAS. UFOP – ICEB – DECOM Prof. Marcelo Luiz Silva Red

EDSAC – Electronic Delay Storage Automatic Calculator. Quem foi o Primeiro ? primeiro sistema operacional de computação eletrônica de propósito geral (com programa armazenado) é atribuído a Maurice Wilkes – Cambridge University. EDSAC – Electronic Delay Storage Automatic Calculator. UFOP – ICEB – DECOM Prof. Marcelo Luiz Silva Red

baseado nas propostas da máquina de von Neumann e do EDVAC. EDSAC baseado nas propostas da máquina de von Neumann e do EDVAC. habilidade de interpretar programas em uma linguagem de programação simbólica. UFOP – ICEB – DECOM Prof. Marcelo Luiz Silva Red

EDSAC as instruções simbólicas poderiam ser traduzidas para as instruções em código binário, para posteriormente serem executados pela máquina. UFOP – ICEB – DECOM Prof. Marcelo Luiz Silva Red

EDSAC as instruções simbólicas eram perfuradas em fitas de papel e eram lidas pelo EDSAC, que as convertia automaticamente para códigos binários. UFOP – ICEB – DECOM Prof. Marcelo Luiz Silva Red

EDSAC a forma simbólica para os programas é mais adequada para o programador humano. posteriormente , a forma simbólica tornou-se conhecida como Linguagem Assembly. UFOP – ICEB – DECOM Prof. Marcelo Luiz Silva Red

Organização de Computadores refere-se a organização dos componentes básicos de um sistema de computador e como esta organização proporciona a implementação de programas de computadores. UFOP – ICEB – DECOM Prof. Marcelo Luiz Silva Red

Organização de Computadores processador: implementa o ciclo Instrução-Execução. E/S: uma coleção de dispositivos, tais como, um mouse, um teclado, um scanner, um monitor, uma impressora, um plotter, etc, sendo todos denominados “periféricos”. UFOP – ICEB – DECOM Prof. Marcelo Luiz Silva Red

Organização de Computadores Os Dispositivos de Entrada: convertem a informação compreendida pelo ser humano, em dados que podem ser lidos por uma máquina, isto é, uma representação binária e elétrica. UFOP – ICEB – DECOM Prof. Marcelo Luiz Silva Red

Organização de Computadores Os Dispositivos de Saída convertem os dados que podem ser lidos por uma máquina, em uma representação compreensível ao ser humano (textos, gráficos, sons, etc.) UFOP – ICEB – DECOM Prof. Marcelo Luiz Silva Red

Organização de Computadores Funções dos Dispositivos (E/S) serve como um tradutor nas comunicações, entre o usuário e o processador (facilita operações de entrada e saída). provê acesso aos dispositivos de memória secundária, onde pode-se armazenar dados e programas. UFOP – ICEB – DECOM Prof. Marcelo Luiz Silva Red

Organização de Computadores sistema de processador: UCP + uma memória principal. UCP: gerencia o ciclo Instrução-Execução. memória principal: rápida para efetuar os cálculos, e armazena os dados e os programas. como se conectam ? UFOP – ICEB – DECOM Prof. Marcelo Luiz Silva Red

Organização de Computadores se conectam pelo BUS (barramento, caminho de dados). bus width (largura do barramento): é o número de bits que podem ser movidos simultaneamente através do barramento. UFOP – ICEB – DECOM Prof. Marcelo Luiz Silva Red