ARQUITECTURA DE COMPUTADORES

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Victorio Valente Angelim
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1 ARQUITECTURA DE COMPUTADORES CAPÍTULO I AULA I Março 2014

2 Índice História do computador: evolução e futuro. As 8 grandes ideias em arquitectura de computadores Estrutura base de um computador Harvard e Von Neumann Por baixo da caixa Interacção Software Hardware Programação alto-nível -> Assembly -> linguagem máquina (bit) Performance Classes de computadores e Tendências Preços, ubiquidade e eficiência energética

3 Ábaco Régua de Cálculo William Oughtred Pascaline Blaise Pascal 3000 a.c

4 Tear mecânico Joseph-Marie Jacquard Charles Babbage Difference Engine Charles Babbage Analytical Engine

5 Máquina Electromecânica Herman Hollerith Válvula electrónica Lee de Forest Z3 Konrad Zuse

6 Colossus Mark I Howard Aiken John Von Neumann ENIAC

7 Primeiro Transístor Bell Telephone EDSAC TX-0 MIT FORTRAN John Bakus

8 1º CI (Chip) Jack Kilby IBM 7090 COBOL LISP - IA ALGOL ETH Zurich PDP-1 DEC Código ASCII

9 BASIC Rato Doug Engelbart Lei de Moore Gordon Moore System/360 IBM

10 Pascal Niklaus Wirth 4004 Unix Bell Laboratories Disquete 8 IBM

11 Ethernet Bob Metcalf(Xerox) Linguagem C 8080 PC em KIT Bill Gates & Paul Allen Microsoft Steve Woznik & Steve Jobs Apple

12 bits IBM-PC MS DOS David Patterson RISC VisiCalc Dan Bricklin

13 80186 e Osborne I 1º Portátil 12Kg Windows Microsoft Microsoft MS DOS

14 bits MS-DOS 3.0 CD-ROM MIPS R2000 Windows

15 SPARC SUN MS-DOS 4.0 WWW Tim Berners-Lee Windows 3.0 Microsoft 1º Virus

16 MS-DOS 5.0 Microsoft DEC Alpha 64Bits PowerPC IBM, Motorola, Apple Pentium MIPS R Bits

17 Java Sun Windows 95 Microsoft MMX Office 97 Microsoft Bug nos Pentium 5 milhões de Pentium 500 milhões de dólares Pentium Pro

18 Windows 98 Microsoft Linux Pentium III Pentium 4 Itanium 64bits

19 Power 4 IBM Pentium 4 HT Itanium II 220M transistors AMD 64bits Itanium 2 Madison 600M Transistors Mote

20 Xeon Pentium D Athlon X2 AMD Core 32bits Core 64bits Core 2 Duo AMD Quadcore core 2 Quad Windows Vista Microsoft Apple <>

21 IBM Power6 4.7Ghz Peryn 45nm AMD Phenom X4 Atom AMD Phenom II X6 45nm IPhone

22 Windows 7 Microsoft Clarkdale 32nm Itanium Tukwila Itanium Gulftown IPAD Apple Netbooks 10% vendas IBM Power7 SUN UltraSPARC3 AMD Phenom II X6 AMD Opteron

23 i3, i5 e i7 Raspberry PI Galaxy Gear Watch Arduino Google Glass

24 Índice História do computador: evolução e futuro. As 8 grandes ideias em arquitectura de computadores Estrutura base de um computador Harvard e Von Neumann Por baixo da caixa Interacção Software Hardware Programação alto-nível -> Assembly -> linguagem máquina (bit) Performance Classes de computadores e Tendências Preços, ubiquidade e eficiência energética

25 Arq. de Computadores The Big 8 1. Lei de Moore Gordon Moore, um dos fundadores da, previu que o número de transístores por CI iria dobrar a cada meses.

26 Arq. de Computadores The Big 8 2. Abstracção Abstrair para simplificar. Esconder os detalhes do diversos componentes a baixo nível. Transparecer somente o objecto e as suas propriedades.

27 Arq. de Computadores The Big 8 3. Tornar o comum rápido Optimizando o comum aumenta-se a performance de um sistema. O comum é sempre mais rápido que o raro. É necessário conhecer o comum. add j bne sub bnq lb mult div ori and or mtcz nor lw sw addi subu

28 Arq. de Computadores The Big 8 4. Performance via paralelismo You Can t Make A Baby In A Month By Getting 9 Women Pregnant Uma mulher tem um filho em 9 meses, mas 9 mulheres não conseguem ter um filho num mês. Porém, conseguem 9 filhos em 9 meses.

29 Arq. de Computadores The Big 8 5. Performance via pipelining Optimizando os recursos do CPU executando cada fase da sequência em simultâneo para diferentes instruções. Fetch PC Descodifica Lê os inputs Executa Escreve os output Next PC

30 Arq. de Computadores The Big 8 6. Performance via previsões Optimizar prevendo os próximos passos, desde que: O custo de recuperação seja menor que o custo de espera.

31 Arq. de Computadores The Big 8 7. Hierarquia de Memória Tradicionalmente a memória deveria ser: Em quantidade; Extremamente rápida; Barata. Porém, tal não sucede e memórias rápidas são limitadas em espaço e bastante caras.

32 Arq. de Computadores The Big 8 8. Confiança via redundância Os sistemas devem possuir sistemas de redundância que: Actuem em caso de falhas; Permitam localizar e depurar eventuais problemas.

33 Dúvidas e Questões Março 2014

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