Níveis de Abstrações TANENBAUM:

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1 Níveis de Abstrações TANENBAUM:
Um modelo de abstração serve para facilitar o projeto e implementação de arquiteturas de computadores 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 Arquiteturas em níveis
Qualquer computador atual é extremamente complexo para ser estudado de uma vez… A solução é organizar a máquina em níveis: cada nível é definido em função do anterior problemas são expressos em função da interface definida para cada nível máquinas virtuais e linguagens associadas

3 Máquina virtual Imagine que exista uma máquina hipotética (virtual) capaz de executar a linguagem L Máquina M Escreva um programa em L M deve ser capaz de executar esse programa diretamente Mesmo que a máquina virtual seja complexa, o programa ainda pode ser executado a partir da máquina do nível inferior Falha recorrente no livro: máquinas “reais”

4 Arquiteturas em níveis atuais
Linguagens de alto nível Interpretação Tradução (compilador) Linguagem assembly Tradução (assembler) Sistema operacional Interpretação parcial (chamadas do sistema) Linguagem de máquina Execução direta Interpretação (microprograma) Microarquitetura Hardware Lógica digital Linguagem de máquina = nível de Arquitetura do Conjunto de Instruções - ISA

5 Máquina Multinível Linguagem Assembly Linguagem C swap:
muli $2, $5, 4 add $2, $4, $2 lw $15, 0($2) lw $16, 4($2) sw $16, 0($2) sw $15, 4($2) jr $31 Swap (int v[], int k) {int temp: temp = v[k]; v[k] = v[k+1]; v[k+1] = temp; } Código Executável

6 Máquina Multinível Uma máquina pode ser vista como tendo vários níveis, cada um capaz de executar um conjunto de instruções específicas. Isto é, cada nível possui linguagens apropriadas para descrever as instruções que nele podem ser executadas. MÁQUINA VIRTUAL A maioria dos computadores possui dois ou mais níveis. Descreveremos a organização de uma máquina de seis níveis.

7 Máquina Multinível lógica digital microprogramação
máquina convencional sistema operacional linguagem de montagem linguagem orientada a problemas Nível 5: Nível 0: Nível 1: Nível 2: Nível 3: Nível 4: dispositivos Tradução (Compilador) Tradução (Montador) Interpretação Parcial (SO) Interpretação (Microprograma) Executados Diretos pelo Hardware

8 Máquina Multinível linguagem orientada a problemas
lógica digital microprogramação máquina convencional sistema operacional linguagem de montagem linguagem orientada a problemas dispositivos Formado pelos transistores individuais Tensão, corrente, circuitos, etc.

9 Máquina Multinível linguagem orientada a problemas
lógica digital microprogramação máquina convencional sistema operacional linguagem de montagem linguagem orientada a problemas dispositivos Portas lógicas e CI. Implementam a manipulação de sinais executando funções lógicas básicas: AND, OR, NOT, deslocamento de bits, etc. soma vai um

10 Máquina Multinível linguagem orientada a problemas
lógica digital microprogramação máquina convencional sistema operacional linguagem de montagem linguagem orientada a problemas dispositivos Microinstruções constituem de microprogramas que controlam a entrada e saída de sinais para os vários dispositivos e controlam as várias portas lógicas. Instruções binárias.

11 Máquina Multinível linguagem orientada a problemas
lógica digital microprogramação máquina convencional sistema operacional linguagem de montagem linguagem orientada a problemas dispositivos Comandos para executar funções específicas da máquina: formato de instruções endereçamento, interrupções, dependente da arquitetura utilizada. MOV 0 ACC; ADD 03FC;

12 Máquina Multinível linguagem orientada a problemas
lógica digital microprogramação máquina convencional sistema operacional linguagem de montagem linguagem orientada a problemas dispositivos Comandos para executar funções específicas da máquina: Gerenciamento de tarefas, Sistema de arquivos, Memória virtual e paginação.

13 Máquina Multinível linguagem orientada a problemas Assembler
lógica digital microprogramação máquina convencional sistema operacional linguagem de montagem linguagem orientada a problemas dispositivos Assembler Cada comando corresponde exatamente a uma instrução a ser executada. Utiliza-se mnemônicos e endereços simbólicos. MOV 0 ACC; MOV 0 R1; ... GTO A R1

14 Máquina Multinível linguagem orientada a problemas
lógica digital microprogramação máquina convencional sistema operacional linguagem de montagem linguagem orientada a problemas dispositivos C, C++, Pascal, Cobol Aux:= 0; do print(Aux); Aux:= Aux + 1; while Aux <= 10;