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TÓPICOS DE ARQUITETURA DE COMPUTADORES - Coggle Diagram
TÓPICOS DE ARQUITETURA DE COMPUTADORES
Histórico
Instrumentos que computam dados na linha do tempo
Escrita
Tablets de barro
Ábaco
Régua de Cálculo - Willian Oughtred
Apresentava resultados pré-definidos - Auxiliou o desenvolvimento de logaritmos
Máquina de Pascal - Blaise Pascal
Resolvia cálculos que a régua não resolvia
Enigma
Recebia as mensagens dos alemães na 2ª Guerra
Colossus - Alan Turing
Identificava os padrões nas mensagens dos Alemães
ENIAC - John Von Neumann
Primeiro Computador Eletrônico
Baseado na teoria de Alan Turing
Armazenamento de dados diretamente nos computadores
Evoluiu as Válvulas à transistores e a circuitos integrados
Conceito Básico de Arquitetura e Organização de Computadores
: Forma como se interligam os componentes eletrônicos
Linguagem de Máquina
Instruções Limitadas
Instruções que estão relacionados ao microprocessador
Entendem Linguagem de maquina bits de "1" e "0"
Instruções que estão relacionados aos programas
Programas são escritos em Linguagens de Alto e Baixo nível
Linguagens que são compiladas em linguagem de máquina para que o microprocessador possa ler
Propicia que o Computador Digital resolva problemas através de sua execução
Computador Digital: Maquina que resolve problemas executando um conjunto limitado de instruções
Diagrama Básico de um Computador
Dispositivos de E/S
Memória (RAM)
: Armazena os programas e aplicativos que estão sendo executados no momento, e é controlada pelo S.O.
Unidade Central de Processamento (CPU)
: Executa programas armazenados na memória principal (RAM)
Unidade de Controle
: Responsável por endereçar e controlar a leitura ou escrita de dados
Endereçar: apontar para uma posição da memória que está armazenando um dado
Unidade Lógica e Aritmética
: Efetua operações básicas como adição, subtração, divisão e multiplicação
O dados são enviados da RAM para os registradores de entrada, esses passam pela unidade lógica e então são enviados aos registradores de saida, e então podem ser enviados ou não para a RAM
Registradores
: Pequena memória de alta velocidade que armazena dados temporariamente
Barramentos
: Conjunto de fios que conectam os componentes eletrônicos e mecânicos do computador
Barramentos Externo
: Conecta a memória e os dispositivos de E/S
Barramento Interno
: Dentro do chip da CPU que tem a função de capturar dados da RAM
Arquitetura de Von Neumann
Sua arquitetura de computador era composta por: Memória, Unidade Aritmética e Lógica, Unidade Central de Processamento e Unidade de Controle(tem a função de auxiliar na busca de um programa na memória instrução por instrução)
Ele foi responsável pelo desenvolvimento das pesquisas em memórias, com intuito de que os programas fossem armazenados diretamente nos computadores
Todas as máquinas construídas antes do ENIAC, eram controladas por cartões perfurados, fitas perfuradas, painéis de interruptores e etc..E dispunham de pouca memória de armazenamento de dados
ENIAC armazenava 20 números em 17.000 válvulas
Teve a ideia de utilizar técnicas para implementar memórias de baixo custo substituía as válvulas
Computadores de Uso Geral: Desenvolvido para executar uma variedade de atividades
Windows, Linux, Mac
Computadores de Uso Específico: Desenvolvidos para executar uma quantidade limitada de tarefas, sua arquitetura é projetada para potencializar o desempenho em detrimento da variedade de atividades.
Não há como executar outra atividade a não ser aquela para a qual ele foi projetado
Smartphone, Televisores, Computadores Gráficos para desenvolvimento de filmes, Roteadores
Medidas de Desempenho
Tempo de Execução
: Tempo total para que o conjunto possa realizar uma tarefa
Variáveis de Desempenho
Quantidade de processos executados no momento
Quantidade de memória disponível
Velocidade do Clock
Quantidade de instruções executados por ciclo
Dispositivos que não evoluem em relação aos processadores
Dispositivos de E/S
HDs
Dispositivos de leitura e escrita ótica
Iniciativas para melhorar tais desempenhos
Memória flash no lugar dos HDs
Conjunto para avaliação de Desempenho
Dispositivos de E/S
Memória
Processador
Throughput
: Tem a função de indicar a quantidade de tarefas terminadas por unidade de tempo
Fórmula de Desempenho
Desempenho(x) =
1
/
Tempo de execução
n =
Desempenho do pc1
/
Desempenho do pc2
O pc1 é n vezes maior ou menor que o do pc2
Representação da Informação
Sistema de numeração Binária
Símbolos 0 e 1, onde 1 bit = +5v e 0 bit = 0v
Linguagem de Máquina
Primeiros computadores
Controle humano através de materiais que entendiam o sistema de numeração binária
Cartões perfurados
Chaves on/off
As máquinas passaram a ser controladas pelo S.O.
Surgimento das Linguagens de Programação
Linguagem de Alto nível
Lógica da programação
Linguagens de Baixo Nível
Assembler, C, C++