Arquitetura e Organização de Computadores. Profa. Débora Matos

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1 Arquitetura e Organização de Computadores aula 1 Profa. Débora Matos

2 Apresentação da disciplina CARGA HORÁRIA: 72H/A ANO/SEMESTRE: 2011/2 TURNO: NOITE PROFESSORA RESPONSÁVEL: DÉBORA MATOS COMPETÊNCIAS - Conhecer o funcionamento do hardware dos sistemas computacionais HABILIDADES - Reconhecer e explicar o funcionamento da estrutura interna de um computador - Reconhecer os circuitos digitais da arquitetura interna de um computador -Descrever a organização funcional de um computador, identificando o caminho de dados entre os componentes que o constitui BASES TECNOLÓGICAS - Representação de dados, sistemas de numeração binária e decimal -Noções de arquitetura de computadores: organização da CPU, conjunto, formato e armazenamento das instruções - Projeto de caminhos de dados (parte operativa e controle) - Estrutura e Organização da memória - Noções de linguagem assembler - Instruções e Modos de Endereçamento -Memórias RAM e ROM

3 Apresentação da disciplina ESTRATÉGIAS DE ENSINO- APRENDIZAGEM Aulas expositivas/ dialogadas com total interação com o aluno; Pesquisas, debates e testes sobre o conteúdo; Apresentações sob a forma de seminário, utilizando datashow, notebook e dvd; Trabalhos em grupo e individual AVALIAÇÃO A avaliação do aprendizado é realizada através de 2 (duas) provas (individuais com questões dissertativas e objetivas, sem qualquer tipo de consulta) e do desenvolvimento de 1 trabalho onde o aluno deve demonstrar raciocínio lógico, capacidade de análise e síntese. O interesse, participação em aula, comprometimento, entrega dos exercícios propostos e pontualidade na apresentação das tarefas serão considerados na avaliação de cada área.

4 Bibliografia BIBLIOGRAFIA BÁSICA Organização Estruturada de Computadores. TANEMBAUM, A. 5º edição. Editora Prentice-Hall Fundamentos de Arquitetura de Computadores. WEBER, Raul Fernando. 3º Edição. Editora Sagra-Luzzatto, Organização e Projeto de Computadores: A interface hardware/software. PATTERSON, David A. Patterson, HENNESSY, John L. 3º Edição. Editora Elsevier, BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTAR Arquitetura de Computadores: Uma abordagem quantitativa. PATTERSON, David A. Patterson, HENNESSY John L.. 4º Edição. Editora Elsevier, Arquitetura e Organização de Computadores. STALLINGS, William. 8º Edição. Editora Prentice Hall, 2010.

5 4/AGO Cronograma inicial da disciplina Apresentação da disciplina Plano de ensino Introdução a Bases Numéricas Exercícios sobre Bases Numéricas 11/AGO Sistemas de Numeração em Computação Exercícios sobre Sistemas de Numeração 18/AGO Componentesdo Computador, Memória, Unidade Operacional, Unidade de Controle, Registradores, Exemplos Arquiteturais 25/AGO Componentesdo Computador, Memória, Unidade Operacional, Unidade de Controle, Registradores, Exemplos Arquiteturais - continuação 01/SET Conjunto de Instruções e Modos de Endereçamento parte 1 08/SET Conjunto de Instruções e Modos de Endereçamento parte 2 15/SET 22/SET Computador Neander Exercícios sobre o computador Neander

6 Cronograma inicial da disciplina 29/SET Dúvidas relacionadas ao conteúdo da 1º prova 06/OUT 1º Prova 13/OUT Computador AHMES 20/OUT Multiplicação e Divisão binária 27/OUT Exercícios com ferramentas de simulação de processadores 03/NOV Correção dos Exercícios 10/NOV Organização do Neander 17/NOV Organização de memórias 24/NOV Hierarquia de memórias 01/DEZ Outros exemplos de arquiteturas atuais 08/DEZ 2º Prova 15/DEZ Avaliação Complementar

7 Nota 1: Prova 1: 9,0 Trabalho(s): 1,0 Nota 2: Prova 2: 9,0 Trabalho(s): 1,0 Nota 3: Trabalho final: 10 Avaliações Média = (Nota1 + Nota2 + Nota3)/3 >=7,0 aprovado >=3,0 e <7,0 em avaliação complementar <3,0 reprovado Se for para exame: Média Final = (Média + Avaliação Complementar)/2 >= 5,0 Aprovado <5,0 Reprovado

8 Arquitetura X Organização Arquitetura conjunto de instruções conjunto de registradores representação de dados mecanismos de E/S endereçamento de memória Organização especifica as unidades operacionais e sua interconexão para implementação de uma determinada arquitetura estrutura interna do processador barramentos internos tecnologia de memórias interface com sistema de E/S

9 Representação de números

10 Representação de números Os computadores utilizam o sistema binário de computação. Exemplos: , , Sistemas mais utilizados: Numeração decimal: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 Numeração binária: 0,1 Numeração octal: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 Numeração hexadecimal: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F.

11 Representação de números Os computadores utilizam o sistema binário de computação. Exemplos: , , Sistemas mais utilizados: Numeração decimal: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 Numeração binária: 0, 1 Numeração octal: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 Numeração hexadecimal: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F.

12 Representação de números Decimal Binário 4 Hexa Ocnal A B C D E F 17

13 Transformação entre bases Método Polonomial: Cada número pode ser representado como um polinômio em uma certa base. Onde: a = X n-1.b n-1 + X n-2.b n X 2.B 2 + X 1.B+X 0 Onde: B= base do sistema de numeração X n = dígito de ordem n n = número da ordem a= valor na base decimal

14 Transformação entre bases a = X n-1.b n-1 + X n-2.b n X 2.B 2 + X 1.B+X = 1x2³ + 0x2¹ + 1x2 0 = = 1x x x x x x x2 0 = 114 D5 16 = Dx x16 0 = = 5x x7 1 +4x7 0 = 256

15 Exercícios a = X n-1.b n-1 + X n-2.b n X 2.B 2 + X 1.B+X = = 93 AB3D 16 = = = 24033

16 Transformação entre bases Método de subtrações: Converter um número decimal para binário: 681 1x2 9 = = x2 8 = x2 7 = = x2 6 = x2 5 = = 9 9 0x2 4 = 9 9 1x2 3 = 9-8 =1 1 0x2 2 = 1 1 0x2 1 = 1 1 1x2 0 = 0 Binário =

17 Transformação entre bases Método de subtrações: Converter um número decimal para binário: 680 1x2 9 = = x2 8 = x2 7 = = x2 6 = x2 5 = = 8 8 0x2 4 = 8 8 1x2 3 = 8-8 =0 Binário =

18 Transformação entre bases Método de subtrações: Converter um número decimal fracionário para binário: 6,125 1x2 2 = 6,125-4 = 2,125 2,125-1x2 1 = 2,125 2 = 0,125 0,125 0x2 0 = 0,125 0,125 0x2-1 = 0,125 0,125 0x2-2 = 0,125 0,125 1x2-3 = 0,125-0,125 = 0 Binário = 110,001

19 Transformação entre bases Método das divisões:

20 Transformação entre bases Método das divisões:

21 Transformação entre bases Método das divisões: Converter um número decimal para binário: O número é dividido pela nova base e o resto da divisão forma o algarismo mais à direita do resultado 53 / 2 = 26, resta 1 26 / 2 = 13, resta 0 13 / 2 = 6, resta 1 6 / 2 = 3, resta 0 3 / 2 = 1, resta 1 1 / 2 = 0, resta 1 Binário =

22 Transformação entre bases Método das divisões: Converter um número decimal fracionário para binário: O número é dividido pela nova base e o resto da divisão forma o algarismo mais à direita do resultado 0, x 2 = 1, ,65625 x 2 = 1,3125 0,3125 x 2 = 0,625 0,625 x 2 = 1,25 0,25 x 2 = 0,5 0,5 x 2 = 1,0 Binário = 0,110101

23 Transformação entre bases Método da substituição direta: Só funciona para bases que são potências inteiras entre si = = C 16 = CCE2 16 = = = = = 5C6 16

24 Exercícios 1) Converter para a base decimal os seguintes números: a) b) c) 1021 d) e) f) 1FA2 16 g) E1A 16 h) 707 8

25 Exercícios 2) Converta os seguintes números decimais para a base indicada utilizando os dois métodos para cada caso: o método das divisões e das subtrações: a) 96 para a base ternária b) 96 para a base octal c) 258 para a base hexadecimal d) 49 para a base quartenária e) 57 para a base ternária f) 56 para a base binária g) 56 para a base hexadecimal

26 Exercícios 3) Usando o método das substituições, converter os seguintes números para a base indicada: a) para a base octal b) para a base hexadecimal c) para a base octal d) para a base hexadecimal e) para a base binária f) para a base binária g) 3AF 16 para a base binária h) 7E4B 16 para a base binária

27 Exercícios 4) Converter para binário os seguintes números decimais: a) 39 b) 0,4475 c) 256,75 5) Converter para decimal os seguintes números binários: a) b) 0, c) ,1011 6) Converter os seguintes números hexadecimais em binários: a) AB2 b) 12,A c) 649