RESUMO DO LIVRO. A linguagem de máquinas e o custo são analisados antes do computador ser projetado. LINGUAGEM, NÍVEIS E MÁQUINA REAIS

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1 RESUMO DO LIVRO Um computador digital é uma máquina com programas que, convertidos em instruções, podem facilitar a vida das pessoas. As instruções são simples, como some dois números. As instruções são denominadas linguagem de máquinas. A linguagem de máquinas e o custo são analisados antes do computador ser projetado. Com o passar do tempo foi desenvolvido a Organização Estruturada de Computadores, o que nada mais é do que definir o que é conveniente para elaboração de uma máquina. LINGUAGEM, NÍVEIS E MÁQUINA REAIS Usa-se a técnica denominada Tradução para transformar programas mais complexos, em programas que sejam mais convenientes para as pessoas usarem. Essa técnica não requer um novo programa, ela é denominada de Interpretador. Introdução e Interpretação são semelhantes. MÁQUINA MULTINÍVEIS COMTEMPORÂNEA A maioria dos computadores tem dois níveis, mas tem máquinas que tem até seis. Os objetos interessantes são denominados portas. As portas podem ser modeladas como dispositivos digitais. Cada porta tem uma ou mais entradas e comporta como saída alguma função dessa entrada. Cada porta é composta por um punhado de transistores. Cada um pequeno número de porta pode ser combinado para formar uma memória de 1 bit, que podem ser combinadas em grupos de 16, 32 ou 64, para formar registradores. No nível de micro arquitetura vemos um conjunto de 8 a 32 registradores que formam uma memória local e um circuito ALU, que é capaz de executar operações aritméticas simples. O caminho de dados pode ser controlado por microprogramas ou diretamente pelo Hardware. A linguagem das máquinas de níveis 1, 2 e 3 são numéricas, já no nível 4 é a linguagem de montagem. O nível 5 consiste em linguagem projetada. Existem centenas de linguagens de alto nível, as mais conhecidas são: C, C++, Java, LISP e Prolog. Programas em Java costumam ser primeiro traduzidos para uma linguagem semelhante à ISA denominada bytecode Java, que é então interpretada.

2 A parte de um computador projetada para ser visível ao programador é denominada de arquitetura de computadores. EVOLUÇÃO DE MÁQUINAS MULTINÍVEIS Hardware é o conjunto de circuitos eletrônicos junto com a memória e dispositivos de saída. Software consiste em algoritmos e suas representações no computador e que chamamos de programas que podem ser armazenados em disco rígido, flexível, CD-ROM ou outros mais. Hardware e Software são logicamente equivalentes. Qualquer operação executada pelo software também pode ser embutida diretamente no Hardware. Como observou Karen Penetta Lentz, Hardware é apenas Software petrificado. A INVENÇÃO DA MICROPROGRAMAÇÃO Na década de 1940 os computadores tinham só 2 níveis. Em 1951, Maurice Wilkes projetou um computador com 3 níveis. A INVENÇÃO DO SISTEMA OPERACIONAL Naqueles primeiros anos os computadores eram acessíveis a todos e eram operados por meio de cartões perfurados. Esse procedimento com pequenas variações, foi normal em muitos centros de computação durante anos, ele forçava o programador a aprender como operar a máquina e o que fazer quando ela parava. Perto de 1960, pessoas tentaram reduzir o desperdício de tempo automatizando o trabalho do operador. Isso foi também o primeiro passo para o desenvolvimento de uma nova máquina real. Nos anos subseqüentes os sistemas operacionais tornaram-se cada vez mais sofisticados, novas informações foram adicionadas ao nível ISA até que ele começou a parecer um novo nível. MIGRAÇÃO DA FUNCIONALIDADE PARA MICROCÓDIGO Em 1970 os projetistas perceberam que podiam acrescentar novas instruções apenas ampliando o microprograma. Assim que os projetistas perceberam como era fácil acrescentar novas instruções, começaram a procurar outras características para adicionar a seus microprogramas. ELIMINAÇÃO DA MICROPROGARMAÇÃO Nas décadas de 1960 e 1970, os microprogramas engordavam e tendiam a ficar cada vez mais lentos, pois se tornavam cada vez mais volumosos. Depois de algumas pesquisas perceberam que eliminando os microprogramas, reduzindo o conjunto de instruções, e fazendo com que as instruções restantes fossem executadas diretamente pelo hardware, as máquinas podiam ficar mais rápidas. MARCOS DA ARQUITETURA DE COMPUTADORES

3 Durante a evolução dos computadores, foram projetados e construídos centenas de diferentes tipos de computadores, muitos já esquecidos, mas alguns causaram um impacto significativo sobre idéias modernas. A GERAÇÃO ZERO COMPUTADORES MECÂNICOS ( ) A primeira máquina de calcular foi construída pelo francês Blaise Pascal em 1642, quando ele tinha apenas 19 anos, a calculadora fazia adição e subtração. Após 30 anos o matemático alemão Gottfried Wilhelm Von Leibniz, construiu outra calculadora que também podia multiplicar e dividir. Durante 150 anos nada de muito importante aconteceu, até que um professor de matemática da Universidade de Cambridge, Charles Babbage inventou o velocímetro, usado na navegação naval. As idéias de Babbage estavam muito a frente da sua época, e até hoje muitos computadores modernos tem uma estrutura semelhante a que foi construída por ele. A PRIMEIRA GERAÇÃO DE VÁLVULAS ( ) O primeiro compuatdor digital do mundo, o Colossus, foi construído durante a Segunda Guerra Mundial. A SEGUNDA GERAÇÃO TRANSISTORES ( ) O transistor foi inventado no Bell Labs, em 1948, por John Bardeen, Walter Brattain e William Shockley, que receberam o prêmio Nobel de física em Em 10 anos os transistores revolucionaram os computadores, e ao final de 1950, os computadores de válvulas estavam obsoletos. O primeiro computador transitado recebeu o nome de TX-O. Nessa época os investidores não acreditavam no mercado de computadores. Em 1964, uma minúscula empresa, a Control Data Corporation, lançou o 6600, uma máquina que era aproximadamente uma ordem de grandeza mais rápida do que a poderosa 7094, ou qualquer outra da época. A TERCEIRA GERAÇÃO CIRCUITOS INTEGRADOS ( ) A invenção do circuito integrado de silício por Robert Noyce em 1958 permitiu que dezenas de transistores fossem colocados em um único chip. Isso facilitava a construção de computadores menores, mais rápidos e mais baratos. Em 1964, a IBM era a empresa líder de computadores, mas tinha problemas com dois de seus modelos, a máquina 7094 e a 1401, era a hora de substituir essas duas séries, e lançou o System/360, outra inovação do 360, era a multiprogramação com vários programas na memória ao mesmo tempo. A 360 também foi a primeira máquina que podia emular, uma outra característica importante era o espaço de endereçamento de 2²⁴ bytes. O mundo dos minicomputadores também avançou um grande passo na direção da terceira geração quando a DEC lançou a série PDP-11, um sucessor de 16 bits do PDP-8.

4 A QUARTA GERAÇÃO INTEGRAÇÃO EM ESCALA MUITO GRANDE (1980-?) Na década de 1980, a ULSI, já tinha possibilitado colocar milhões de transistores em um único chip.esse desenvolvimento levou a computadores menores, mais rápidos e mais baratos, possibilitando um único indivíduo ter seu computador pessoal. A IBM, que dominava a venda de computador pessoal, errou ao publicar o asso a passo para se construir um computador pessoal, outras empresas começaram a fabricar clones do PC, com custos até menores do que os da IBM, assim começavam toda uma indústria. Esse mercado de computador pessoal, levou ao desejo por computadores portáteis. O primeiro portátil foi o Osborne_1. A QUINTA GERAÇÃO COMPUTADORES INVISÍVEIS Em 1981, o governo japonês anunciou que estava planejando gastar 500 milhões de dólares para ajudar empresas japonesas a desenvolver computadores de quinta geração, isso causou pânico nos fabricantes americanos e europeus, mas no final o projeto foi um fracasso e foi abandonado. FORÇAS TECNOLÓGICAS A indústria de computadores avança como nenhuma outra. Progressos na tecnologia levam a melhores produtos e preços mais baixos. Novas aplicações levam a novos mercados e novas empresas. Em 1982, foi lançado o IBM PC/XT com um disco rígido de 10 megabytes, vinte anos depois discos rígidos de 100 gigabytes eram comuns nos sucessores do PC/XT. Outra área que tiveram ganhos espetaculares foi a de telecomunicações. Em menos de 2 décadas fomos de modems de 300 bits/s, para modems analógicos de 56 mil bits/s. COMPUTADORES DESCARTÁVEIS Os computadores descartáveis chegaram para ficar, o desenvolvimento mais importante na área é o chip RFID, agora é possível fabricar chip RFID por centavos. Os chips RFID poderiam mudar os sistemas de compras nas lojas e evitariam furtos. Donos de animais já estão pedindo para veterinários implantarem chips RFID em seus cachorros. Os chips RFID, podem ser implantados em muitas coisas como, por exemplo: carros, bagagens e muito mais. MICROCONTROLADORES Os microcontroladores são computadores encontrados nos mais variados aparelhos, como: eletrodomésticos, aparelhos de comunicação, aparelhos de áudio e vídeo, equipamentos médicos, armamentos militares, dispositivos de vendas e brinquedos. COMPUTADORES DE JOGOS Os computadores de jogos começaram simples com os vídeos games, hoje bem mais sofisticados, como o Playstation, o XBOX e outros. COMPUTADORES PESSOAIS

5 Os computadores pessoais em sua maioria são equipados com centenas de megabytes de memória e um disco rígido que contém cerca de 100 gigabytes de dados, um drive de CD- ROM/DVD, modem, cartão de som, interface de rede, monitor de alta resolução e outros periféricos, contém ainda uma placa de circuitos, teclado, mouse, disco, rede, etc. MAINFRAMES Computadores que ocupam uma sala e nos fazem voltar a década de Essa classe de computadores levou ao infame problema do ano de 2000, causados pecos programadores Cobol, nas décadas de 1960 e Nos últimos anos a internet deu um novo fôlego para esses mainframes. EXEMPLOS DE FAMÍLIAS DE COMPUTADORES Vamos focar em três tipos de computadores: os pessoais, servidores e computadores embutidos. INTRODUÇÃO DO PENTIUM 4 Em 1970, nascia a primeira CPU de um chip só, denominada 4004 de 2300 transistores. Depois do 8008, do 8080, veio o 8086 uma genuína CPU de 16 bits e um único chip. O próximo passo seria uma CPU de 32 bits em um chip,o 80386, lançado em Mais tarde a Intel acrescentou a essa linha de produção instruções especiais MMX, com o propósito de acelerar cálculos exigidos para processar áudio e cídeo. Outra inovação do Pentium 4 era uma memória de cachê de dois níveis. Além da linha principal de CPUs para computadores de mesa, a Intel fabricou variantes de alguns chips Pentium para o mercado, em 1998 lançou uma nova linha de produtos denominada Celeron. Em novembro de 2000, a Intel lançou o Pentium 4. Em 2003, lançou o Pentium M(de Mobile) um chip projetado para Notebooks. Em novembro de 2004, a Intel cancelou o Pentium 4 de 4GHz,por causa de problemas de dissipação de calor.

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