Arquitectura de Computadores (ACom)
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- Célia Batista Castilho
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1 Arquitectura de Computadores (ACom) MEAer Acetatos das Aulas Teóricas Versão Português Aula N o 01: Título: Apresentação Sumário: Apresentação da disciplina e seu funcionamento.. histórica. 2015/2016 [email protected]
2 Arquitectura de Computadores (ACom) Introdução Prof. Nuno Roma ACom 2015/16 (MEAer) - DEEC-IST 1 / 69 Prof. Nuno Roma ACom 2015/16 (MEAer) - DEEC-IST 2 / 69
3 Porquê Estudar Arquitectura de Computadores? Prof. Nuno Roma ACom 2015/16 (MEAer) - DEEC-IST 3 / 69 Porquê Estudar Arquitectura de Computadores? O que é um computador? O que tem dentro? Como funciona? Prof. Nuno Roma ACom 2015/16 (MEAer) - DEEC-IST 3 / 69
4 Porquê Estudar Arquitectura de Computadores? Acabou a boleia para os programadores... Prof. Nuno Roma ACom 2015/16 (MEAer) - DEEC-IST 4 / 69 Porquê Estudar Arquitectura de Computadores? Analogia com o vendedor de carros: Prof. Nuno Roma ACom 2015/16 (MEAer) - DEEC-IST 5 / 69
5 Porquê Estudar Arquitectura de Computadores? Analogia com o vendedor de carros: Vejam! O carro!, diz o vendedor de carros. Alcança 30 km/h! Prof. Nuno Roma ACom 2015/16 (MEAer) - DEEC-IST 5 / 69 Porquê Estudar Arquitectura de Computadores? Analogia com o vendedor de carros: Vejam! O carro!, diz o vendedor de carros. Alcança 30 km/h! Oh, diz o consumidor, isso é fantástico! Posso transportar mercadoria muito mais depressa que antes, e não tenho que andar a limpar cocó de cavalo. Quero um! Prof. Nuno Roma ACom 2015/16 (MEAer) - DEEC-IST 5 / 69
6 Porquê Estudar Arquitectura de Computadores? Analogia com o vendedor de carros: Vejam! O carro!, diz o vendedor de carros. Alcança 30 km/h! Oh, diz o consumidor, isso é fantástico! Posso transportar mercadoria muito mais depressa que antes, e não tenho que andar a limpar cocó de cavalo. Quero um! O tempo passa. Prof. Nuno Roma ACom 2015/16 (MEAer) - DEEC-IST 5 / 69 Porquê Estudar Arquitectura de Computadores? Analogia com o vendedor de carros: Vejam! O carro!, diz o vendedor de carros. Alcança 30 km/h! Oh, diz o consumidor, isso é fantástico! Posso transportar mercadoria muito mais depressa que antes, e não tenho que andar a limpar cocó de cavalo. Quero um! O tempo passa. Vejam!, diz de novo o vendedor de carros. Um carro de 60 km/h! Prof. Nuno Roma ACom 2015/16 (MEAer) - DEEC-IST 5 / 69
7 Porquê Estudar Arquitectura de Computadores? Analogia com o vendedor de carros: Vejam! O carro!, diz o vendedor de carros. Alcança 30 km/h! Oh, diz o consumidor, isso é fantástico! Posso transportar mercadoria muito mais depressa que antes, e não tenho que andar a limpar cocó de cavalo. Quero um! O tempo passa. Vejam!, diz de novo o vendedor de carros. Um carro de 60 km/h! Boa!, diz o consumidor. Dá muito jeito. A 30 km/h demoro o dia inteiro para chegar à cidade. Isto vai simplificar muito a minha vida. Venha de lá esse carro! Prof. Nuno Roma ACom 2015/16 (MEAer) - DEEC-IST 5 / 69 Porquê Estudar Arquitectura de Computadores? Analogia com o vendedor de carros: Vejam! O carro!, diz o vendedor de carros. Alcança 30 km/h! Oh, diz o consumidor, isso é fantástico! Posso transportar mercadoria muito mais depressa que antes, e não tenho que andar a limpar cocó de cavalo. Quero um! O tempo passa. Vejam!, diz de novo o vendedor de carros. Um carro de 60 km/h! Boa!, diz o consumidor. Dá muito jeito. A 30 km/h demoro o dia inteiro para chegar à cidade. Isto vai simplificar muito a minha vida. Venha de lá esse carro! O tempo passa outra vez. Prof. Nuno Roma ACom 2015/16 (MEAer) - DEEC-IST 5 / 69
8 Porquê Estudar Arquitectura de Computadores? Analogia com o vendedor de carros: Vejam! O carro!, diz o vendedor de carros. Alcança 30 km/h! Oh, diz o consumidor, isso é fantástico! Posso transportar mercadoria muito mais depressa que antes, e não tenho que andar a limpar cocó de cavalo. Quero um! O tempo passa. Vejam!, diz de novo o vendedor de carros. Um carro de 60 km/h! Boa!, diz o consumidor. Dá muito jeito. A 30 km/h demoro o dia inteiro para chegar à cidade. Isto vai simplificar muito a minha vida. Venha de lá esse carro! O tempo passa outra vez. Vejam!, diz quem-vocês-sabem. Um carro de 120 km/h! Prof. Nuno Roma ACom 2015/16 (MEAer) - DEEC-IST 5 / 69 Porquê Estudar Arquitectura de Computadores? Analogia com o vendedor de carros: Vejam! O carro!, diz o vendedor de carros. Alcança 30 km/h! Oh, diz o consumidor, isso é fantástico! Posso transportar mercadoria muito mais depressa que antes, e não tenho que andar a limpar cocó de cavalo. Quero um! O tempo passa. Vejam!, diz de novo o vendedor de carros. Um carro de 60 km/h! Boa!, diz o consumidor. Dá muito jeito. A 30 km/h demoro o dia inteiro para chegar à cidade. Isto vai simplificar muito a minha vida. Venha de lá esse carro! O tempo passa outra vez. Vejam!, diz quem-vocês-sabem. Um carro de 120 km/h! Preciso de um desses! Assim posso ir visitar a minha Tia Anita à terra dela, e não tenho que lá dormir com os seus 42 gatos. Muito útil. Eu compro! Prof. Nuno Roma ACom 2015/16 (MEAer) - DEEC-IST 5 / 69
9 Porquê Estudar Arquitectura de Computadores? Analogia com o vendedor de carros: Vejam! O carro!, diz o vendedor de carros. Alcança 30 km/h! Oh, diz o consumidor, isso é fantástico! Posso transportar mercadoria muito mais depressa que antes, e não tenho que andar a limpar cocó de cavalo. Quero um! O tempo passa. Vejam!, diz de novo o vendedor de carros. Um carro de 60 km/h! Boa!, diz o consumidor. Dá muito jeito. A 30 km/h demoro o dia inteiro para chegar à cidade. Isto vai simplificar muito a minha vida. Venha de lá esse carro! O tempo passa outra vez. Vejam!, diz quem-vocês-sabem. Um carro de 120 km/h! Preciso de um desses! Assim posso ir visitar a minha Tia Anita à terra dela, e não tenho que lá dormir com os seus 42 gatos. Muito útil. Eu compro! Mais algum tempo. Prof. Nuno Roma ACom 2015/16 (MEAer) - DEEC-IST 5 / 69 Porquê Estudar Arquitectura de Computadores? Analogia com o vendedor de carros: Vejam! O carro!, diz o vendedor de carros. Alcança 30 km/h! Oh, diz o consumidor, isso é fantástico! Posso transportar mercadoria muito mais depressa que antes, e não tenho que andar a limpar cocó de cavalo. Quero um! O tempo passa. Vejam!, diz de novo o vendedor de carros. Um carro de 60 km/h! Boa!, diz o consumidor. Dá muito jeito. A 30 km/h demoro o dia inteiro para chegar à cidade. Isto vai simplificar muito a minha vida. Venha de lá esse carro! O tempo passa outra vez. Vejam!, diz quem-vocês-sabem. Um carro de 120 km/h! Preciso de um desses! Assim posso ir visitar a minha Tia Anita à terra dela, e não tenho que lá dormir com os seus 42 gatos. Muito útil. Eu compro! Mais algum tempo. Vejam!, diz ele, Dois carros de 100 km/h! Prof. Nuno Roma ACom 2015/16 (MEAer) - DEEC-IST 5 / 69
10 Porquê Estudar Arquitectura de Computadores? Analogia com o vendedor de carros: Vejam! O carro!, diz o vendedor de carros. Alcança 30 km/h! Oh, diz o consumidor, isso é fantástico! Posso transportar mercadoria muito mais depressa que antes, e não tenho que andar a limpar cocó de cavalo. Quero um! O tempo passa. Vejam!, diz de novo o vendedor de carros. Um carro de 60 km/h! Boa!, diz o consumidor. Dá muito jeito. A 30 km/h demoro o dia inteiro para chegar à cidade. Isto vai simplificar muito a minha vida. Venha de lá esse carro! O tempo passa outra vez. Vejam!, diz quem-vocês-sabem. Um carro de 120 km/h! Preciso de um desses! Assim posso ir visitar a minha Tia Anita à terra dela, e não tenho que lá dormir com os seus 42 gatos. Muito útil. Eu compro! Mais algum tempo. Vejam!, diz ele, Dois carros de 100 km/h! Como?! (adaptado de Prof. Nuno Roma ACom 2015/16 (MEAer) - DEEC-IST 5 / 69 Prof. Nuno Roma ACom 2015/16 (MEAer) - DEEC-IST 6 / 69
11 s da Fornecer conhecimentos nos seguintes tópicos: Princípios gerais da arquitectura de um computador; Arquitectura interna de um microprocessador; ção de um microprocessador; Hierarquia de memória; Sistema de entradas e saídas. Prof. Nuno Roma ACom 2015/16 (MEAer) - DEEC-IST 7 / 69 Prof. Nuno Roma ACom 2015/16 (MEAer) - DEEC-IST 8 / 69
12 Aulas Teóricas: 2 aulas/semana, de hora e meia cada: Terças 14h00-15h30 (QA02.3) Sextas 15h30-17h00 (EA4) Aulas de Laboratório Aulas de Problemas Prof. Nuno Roma ACom 2015/16 (MEAer) - DEEC-IST 9 / 69 Aulas Teóricas Aulas de Laboratório: 1 aula/semana, em semanas intercaladas com as aulas de problemas: Quintas 12h30-14h00 (LSD2) Quintas 17h00-18h30 (LSD2) Frequência obrigatória! Começam no dia 25 de Fevereiro. Aulas de Problemas Prof. Nuno Roma ACom 2015/16 (MEAer) - DEEC-IST 10 / 69
13 Aulas Teóricas Aulas de Laboratório Aulas de Problemas: 1 aula/semana, em semanas intercaladas com as aulas de laboratório: Quintas 12h30-14h00 (V1.25) Frequência muito recomendada... Começam no dia 18 de Fevereiro - esta semana! Prof. Nuno Roma ACom 2015/16 (MEAer) - DEEC-IST 11 / 69 Professores Aulas Teóricas: Nuno Roma - Responsável da disciplina [email protected] Aulas de dúvidas: A definir... Aulas de Laboratório/Problemas: Nuno Roma [email protected] Prof. Nuno Roma ACom 2015/16 (MEAer) - DEEC-IST 12 / 69
14 Avaliação Componentes Teórica: 60% 2 Testes ou Exame; Datas (preliminares): 1 o Teste: 4 de Maio 2 o Teste: 16 de Junho Exame/Repescagem: 30 de Junho Na época de recurso poderão fazer a repescagem de um dos testes ou realizar um exame, contemplando toda a matéria. Componente Laboratorial: 40% Prof. Nuno Roma ACom 2015/16 (MEAer) - DEEC-IST 13 / 69 Laboratório Laboratórios funcionam com 8 a 9 grupos de 2 elementos; Consiste em: 8 trabalhos de laboratório: O relatório de cada trabalho será entregue até o domingo seguinte da sessão de laboratório em que se realizou o trabalho, através do sistema Fénix; Para isso, os alunos deverão preparar os trabalhos previamente. A nota de laboratório é individual, definida através dos relatórios e avaliação contínua ao longo de todo o semestre. Repententes: são válidas as notas de laboratório dos 2 últimos anos. Prof. Nuno Roma ACom 2015/16 (MEAer) - DEEC-IST 14 / 69
15 Prof. Nuno Roma ACom 2015/16 (MEAer) - DEEC-IST 15 / 69 Plano das Aulas Teóricas O programa da disciplina contempla a descrição dos blocos básicos que compõem um sistema computacional moderno: Processador, Memória, Sistema de entradas/saídas. Prof. Nuno Roma ACom 2015/16 (MEAer) - DEEC-IST 16 / 69
16 Road Map Prof. Nuno Roma ACom 2015/16 (MEAer) - DEEC-IST 17 / 69 Planeamento Planeamento Prof. Nuno Roma ACom 2015/16 (MEAer) - DEEC-IST 18 / 69
17 Bibliografia Bibliografia principal: Arquitectura de Computadores: dos sistemas digitais aos microprocessadores Guilherme Arroz, José Monteiro, Arlindo Oliveira IST Press, 2009 Prof. Nuno Roma ACom 2015/16 (MEAer) - DEEC-IST 19 / 69 Página Web Esta informação, e outra que surja, está disponível na página da disciplina: Prof. Nuno Roma ACom 2015/16 (MEAer) - DEEC-IST 20 / 69
18 Prof. Nuno Roma ACom 2015/16 (MEAer) - DEEC-IST 21 / 69 Marcos na Evolução dos Computadores 3000AC Babilónia Ábaco. Prof. Nuno Roma ACom 2015/16 (MEAer) - DEEC-IST 22 / 69
19 Ábaco Prof. Nuno Roma ACom 2015/16 (MEAer) - DEEC-IST 23 / 69 Marcos na Evolução dos Computadores 3000AC Babilónia Ábaco Blaise Pascal Somador mecânico. Prof. Nuno Roma ACom 2015/16 (MEAer) - DEEC-IST 24 / 69
20 Somador Mecânico Prof. Nuno Roma ACom 2015/16 (MEAer) - DEEC-IST 25 / 69 Marcos na Evolução dos Computadores 3000AC Babilónia Ábaco Blaise Pascal Somador mecânico J-M Jacquard Máquina de tecer com padrões controlados por cartões perfurados. Prof. Nuno Roma ACom 2015/16 (MEAer) - DEEC-IST 26 / 69
21 Máquina de Tecer Automática Prof. Nuno Roma ACom 2015/16 (MEAer) - DEEC-IST 27 / 69 Máquina de Tecer Automática PROBLEMA: gerou revoltas por perdas de postos de trabalho!!! Prof. Nuno Roma ACom 2015/16 (MEAer) - DEEC-IST 27 / 69
22 Cartão Perfurado Prof. Nuno Roma ACom 2015/16 (MEAer) - DEEC-IST 28 / 69 Marcos na Evolução dos Computadores 3000AC Babilónia Ábaco Blaise Pascal Somador mecânico J-M Jacquard Máquina de tecer com padrões controlados por cartões perfurados Charles Babbage Analytical Engine: base dos computadores modernos. Prof. Nuno Roma ACom 2015/16 (MEAer) - DEEC-IST 29 / 69
23 Marcos na Evolução dos Computadores 3000AC Babilónia Ábaco Blaise Pascal Somador mecânico J-M Jacquard Máquina de tecer com padrões controlados por cartões perfurados Charles Babbage Analytical Engine: base dos computadores modernos. Na prática... Babbage começou por desenvolver o Differential Engine, que tinha como base um motor a vapor para calcular qualquer função que se pudesse representar por um polinómio. Tal como os sistemas anteriores, estava limitada a uma operação. Prof. Nuno Roma ACom 2015/16 (MEAer) - DEEC-IST 29 / 69 Analytical Engine Prof. Nuno Roma ACom 2015/16 (MEAer) - DEEC-IST 30 / 69
24 Analytical Engine Progamável com cartões perfurados. É considerado como a base dos computadores modernos. Prof. Nuno Roma ACom 2015/16 (MEAer) - DEEC-IST 30 / 69 Marcos na Evolução dos Computadores 3000AC Babilónia Ábaco Blaise Pascal Somador mecânico J-M Jacquard Máquina de tecer com padrões controlados por cartões perfurados Charles Babbage Analytical Engine: base dos computadores modernos George Boole Escreve An Investigation to the Laws of Thought, base dos sistemas lógicos. Prof. Nuno Roma ACom 2015/16 (MEAer) - DEEC-IST 31 / 69
25 Marcos na Evolução dos Computadores 3000AC Babilónia Ábaco Blaise Pascal Somador mecânico J-M Jacquard Máquina de tecer com padrões controlados por cartões perfurados Charles Babbage Analytical Engine: base dos computadores modernos George Boole Escreve An Investigation to the Laws of Thought, base dos sistemas lógicos Fleming & Forest Invenção da válvula de vácuo. Prof. Nuno Roma ACom 2015/16 (MEAer) - DEEC-IST 31 / 69 Marcos na Evolução dos Computadores 3000AC Babilónia Ábaco Blaise Pascal Somador mecânico J-M Jacquard Máquina de tecer com padrões controlados por cartões perfurados Charles Babbage Analytical Engine: base dos computadores modernos George Boole Escreve An Investigation to the Laws of Thought, base dos sistemas lógicos Fleming & Forest Invenção da válvula de vácuo Vannevar Bush Differential Analyzer, sistema electrónico para cálculo diferencial. Prof. Nuno Roma ACom 2015/16 (MEAer) - DEEC-IST 32 / 69
26 Differential Analyzer Prof. Nuno Roma ACom 2015/16 (MEAer) - DEEC-IST 33 / 69 Differential Analyzer Maior máquina de cálculo da altura... Prof. Nuno Roma ACom 2015/16 (MEAer) - DEEC-IST 33 / 69
27 Marcos na Evolução dos Computadores 3000AC Babilónia Ábaco Blaise Pascal Somador mecânico J-M Jacquard Máquina de tecer com padrões controlados por cartões perfurados Charles Babbage Analytical Engine: base dos computadores modernos George Boole Escreve An Investigation to the Laws of Thought, base dos sistemas lógicos Fleming & Forest Invenção da válvula de vácuo Vannevar Bush Differential Analyzer, sistema electrónico para cálculo diferencial Alan Turing Escreve On Computable Numbers, modelo teórico para os computadores actuais. Prof. Nuno Roma ACom 2015/16 (MEAer) - DEEC-IST 34 / 69 Marcos na Evolução dos Computadores Primeiros computadores: 1938 Konrad Zuse Z1, Alemanha 1940 Alan Turing Bombe, Reino Unido Prof. Nuno Roma ACom 2015/16 (MEAer) - DEEC-IST 35 / 69
28 Bombe Prof. Nuno Roma ACom 2015/16 (MEAer) - DEEC-IST 36 / 69 Bombe Sistema electromecânico criado para decifrar códigos encriptados pela máquina Enigma (2 a Guerra Mundial). Prof. Nuno Roma ACom 2015/16 (MEAer) - DEEC-IST 36 / 69
29 Marcos na Evolução dos Computadores Primeiros computadores: 1938 Konrad Zuse Z1, Alemanha 1940 Alan Turing Bombe, Reino Unido 1943 Betchley Park Colossus, Reino Unido 1944 Harvard Mark I, EUA 1945 Filadélfia ENIAC, EUA Prof. Nuno Roma ACom 2015/16 (MEAer) - DEEC-IST 37 / 69 ENIAC Prof. Nuno Roma ACom 2015/16 (MEAer) - DEEC-IST 38 / 69
30 ENIAC ENIAC funcionava a válvulas. Pesava 30 toneladas. Prof. Nuno Roma ACom 2015/16 (MEAer) - DEEC-IST 38 / 69 ção do ENIAC Prof. Nuno Roma ACom 2015/16 (MEAer) - DEEC-IST 39 / 69
31 Marcos na Evolução dos Computadores Primeiros computadores: 1938 Konrad Zuse Z1, Alemanha 1940 Alan Turing Bombe, Reino Unido 1943 Betchley Park Colossus, Reino Unido 1944 Harvard Mark I, EUA 1945 Filadélfia ENIAC, EUA 1945 Harvard Primeiro bug documentado. Prof. Nuno Roma ACom 2015/16 (MEAer) - DEEC-IST 40 / 69 Primeiro Bug Documentado Prof. Nuno Roma ACom 2015/16 (MEAer) - DEEC-IST 41 / 69
32 Marcos na Evolução dos Computadores Primeiros computadores: 1938 Konrad Zuse Z1, Alemanha 1940 Alan Turing Bombe, Reino Unido 1943 Betchley Park Colossus, Reino Unido 1944 Harvard Mark I, EUA 1945 Filadélfia ENIAC, EUA 1945 Harvard Primeiro bug documentado John von Neumann Conceito de programa em memória. Prof. Nuno Roma ACom 2015/16 (MEAer) - DEEC-IST 42 / 69 Marcos na Evolução dos Computadores Primeiros computadores: 1938 Konrad Zuse Z1, Alemanha 1940 Alan Turing Bombe, Reino Unido 1943 Betchley Park Colossus, Reino Unido 1944 Harvard Mark I, EUA 1945 Filadélfia ENIAC, EUA 1945 Harvard Primeiro bug documentado John von Neumann Conceito de programa em memória William Shockley Invenção do transistor. Prof. Nuno Roma ACom 2015/16 (MEAer) - DEEC-IST 42 / 69
33 Marcos na Evolução dos Computadores Primeiros computadores: 1938 Konrad Zuse Z1, Alemanha 1940 Alan Turing Bombe, Reino Unido 1943 Betchley Park Colossus, Reino Unido 1944 Harvard Mark I, EUA 1945 Filadélfia ENIAC, EUA 1945 Harvard Primeiro bug documentado John von Neumann Conceito de programa em memória William Shockley Invenção do transistor UNIVAC UNIVAC I, Primeiro computador comercial. Prof. Nuno Roma ACom 2015/16 (MEAer) - DEEC-IST 43 / 69 UNIVAC I - Primeiro Computador Comercial Prof. Nuno Roma ACom 2015/16 (MEAer) - DEEC-IST 44 / 69
34 Marcos na Evolução dos Computadores Primeiros computadores: 1938 Konrad Zuse Z1, Alemanha 1940 Alan Turing Bombe, Reino Unido 1943 Betchley Park Colossus, Reino Unido 1944 Harvard Mark I, EUA 1945 Filadélfia ENIAC, EUA 1945 Harvard Primeiro bug documentado John von Neumann Conceito de programa em memória William Shockley Invenção do transistor UNIVAC UNIVAC I, Primeiro computador comercial RAMAC Primeiro disco rígido. Prof. Nuno Roma ACom 2015/16 (MEAer) - DEEC-IST 45 / 69 Marcos na Evolução dos Computadores Primeiros computadores: 1938 Konrad Zuse Z1, Alemanha 1940 Alan Turing Bombe, Reino Unido 1943 Betchley Park Colossus, Reino Unido 1944 Harvard Mark I, EUA 1945 Filadélfia ENIAC, EUA 1945 Harvard Primeiro bug documentado John von Neumann Conceito de programa em memória William Shockley Invenção do transistor UNIVAC UNIVAC I, Primeiro computador comercial RAMAC Primeiro disco rígido Kilby & Noyce Invenção do circuito integrado. Prof. Nuno Roma ACom 2015/16 (MEAer) - DEEC-IST 45 / 69
35 Marcos na Evolução dos Computadores Primeiros computadores: 1938 Konrad Zuse Z1, Alemanha 1940 Alan Turing Bombe, Reino Unido 1943 Betchley Park Colossus, Reino Unido 1944 Harvard Mark I, EUA 1945 Filadélfia ENIAC, EUA 1945 Harvard Primeiro bug documentado John von Neumann Conceito de programa em memória William Shockley Invenção do transistor UNIVAC UNIVAC I, Primeiro computador comercial RAMAC Primeiro disco rígido Kilby & Noyce Invenção do circuito integrado DEC PDP-1, primeiro computador comercial com teclado e monitor. Prof. Nuno Roma ACom 2015/16 (MEAer) - DEEC-IST 45 / 69 PDP-1 Prof. Nuno Roma ACom 2015/16 (MEAer) - DEEC-IST 46 / 69
36 Marcos na Evolução dos Computadores Primeiros computadores: 1938 Konrad Zuse Z1, Alemanha 1940 Alan Turing Bombe, Reino Unido 1943 Betchley Park Colossus, Reino Unido 1944 Harvard Mark I, EUA 1945 Filadélfia ENIAC, EUA 1945 Harvard Primeiro bug documentado John von Neumann Conceito de programa em memória William Shockley Invenção do transistor UNIVAC UNIVAC I, Primeiro computador comercial RAMAC Primeiro disco rígido Kilby & Noyce Invenção do circuito integrado DEC PDP-1, primeiro computador comercial com teclado e monitor Douglas Engelbart Invenção do rato. Prof. Nuno Roma ACom 2015/16 (MEAer) - DEEC-IST 47 / 69 Primeiro Rato (1964) Prof. Nuno Roma ACom 2015/16 (MEAer) - DEEC-IST 48 / 69
37 Marcos na Evolução dos Computadores Primeiros processadores: 1971 Intel 4004, microprocessador de 4 bits. Prof. Nuno Roma ACom 2015/16 (MEAer) - DEEC-IST 49 / 69 Marcos na Evolução dos Computadores Primeiros processadores: 1971 Intel 4004, microprocessador de 4 bits Intel 8008, microprocessador de 8 bits. Prof. Nuno Roma ACom 2015/16 (MEAer) - DEEC-IST 49 / 69
38 Marcos na Evolução dos Computadores Primeiros processadores: 1971 Intel 4004, microprocessador de 4 bits Intel 8008, microprocessador de 8 bits Motorola 6800, microprocessador de 8 bits. Prof. Nuno Roma ACom 2015/16 (MEAer) - DEEC-IST 49 / 69 Marcos na Evolução dos Computadores Primeiros processadores: 1971 Intel 4004, microprocessador de 4 bits Intel 8008, microprocessador de 8 bits Motorola 6800, microprocessador de 8 bits Intel 8080, 1 o microprocessador com grande procura. Prof. Nuno Roma ACom 2015/16 (MEAer) - DEEC-IST 49 / 69
39 Marcos na Evolução dos Computadores Primeiros processadores: 1971 Intel 4004, microprocessador de 4 bits Intel 8008, microprocessador de 8 bits Motorola 6800, microprocessador de 8 bits Intel 8080, 1 o microprocessador com grande procura Altair Altair 8800, primeiro computador pessoal. Prof. Nuno Roma ACom 2015/16 (MEAer) - DEEC-IST 49 / 69 Altair Primeiro Computador Pessoal Prof. Nuno Roma ACom 2015/16 (MEAer) - DEEC-IST 50 / 69
40 Altair Primeiro Computador Pessoal Não tinha monitor nem teclado. 256 bytes de RAM! Prof. Nuno Roma ACom 2015/16 (MEAer) - DEEC-IST 50 / 69 Marcos na Evolução dos Computadores Primeiros processadores: 1971 Intel 4004, microprocessador de 4 bits Intel 8008, microprocessador de 8 bits Motorola 6800, microprocessador de 8 bits Intel 8080, 1 o microprocessador com grande procura Altair Altair 8800, primeiro computador pessoal Apple Apple II é lançado. Prof. Nuno Roma ACom 2015/16 (MEAer) - DEEC-IST 51 / 69
41 Apple II Prof. Nuno Roma ACom 2015/16 (MEAer) - DEEC-IST 52 / 69 Marcos na Evolução dos Computadores Primeiros processadores: 1971 Intel 4004, microprocessador de 4 bits Intel 8008, microprocessador de 8 bits Motorola 6800, microprocessador de 8 bits Intel 8080, 1 o microprocessador com grande procura Altair Altair 8800, primeiro computador pessoal Apple Apple II é lançado Intel 8086/8088, microprocessador de 16 bits. Prof. Nuno Roma ACom 2015/16 (MEAer) - DEEC-IST 53 / 69
42 Marcos na Evolução dos Computadores Primeiros processadores: 1971 Intel 4004, microprocessador de 4 bits Intel 8008, microprocessador de 8 bits Motorola 6800, microprocessador de 8 bits Intel 8080, 1 o microprocessador com grande procura Altair Altair 8800, primeiro computador pessoal Apple Apple II é lançado Intel 8086/8088, microprocessador de 16 bits Motorola 68000, microprocessador de 16 bits. Prof. Nuno Roma ACom 2015/16 (MEAer) - DEEC-IST 53 / 69 Marcos na Evolução dos Computadores Primeiros processadores: 1971 Intel 4004, microprocessador de 4 bits Intel 8008, microprocessador de 8 bits Motorola 6800, microprocessador de 8 bits Intel 8080, 1 o microprocessador com grande procura Altair Altair 8800, primeiro computador pessoal Apple Apple II é lançado Intel 8086/8088, microprocessador de 16 bits Motorola 68000, microprocessador de 16 bits IBM Lançamento do PC. Prof. Nuno Roma ACom 2015/16 (MEAer) - DEEC-IST 53 / 69
43 IBM PC (1981) Prof. Nuno Roma ACom 2015/16 (MEAer) - DEEC-IST 54 / 69 Marcos na Evolução dos Computadores Primeiros processadores: 1971 Intel 4004, microprocessador de 4 bits Intel 8008, microprocessador de 8 bits Motorola 6800, microprocessador de 8 bits Intel 8080, 1 o microprocessador com grande procura Altair Altair 8800, primeiro computador pessoal Apple Apple II é lançado Intel 8086/8088, microprocessador de 16 bits Motorola 68000, microprocessador de 16 bits IBM Lançamento do PC Sinclair ZX Spectrum, 1 o computador de baixo custo com grande procura (UK) Prof. Nuno Roma ACom 2015/16 (MEAer) - DEEC-IST 55 / 69
44 ZX Spectrum (1982) Prof. Nuno Roma ACom 2015/16 (MEAer) - DEEC-IST 56 / 69 Layout Processadores INTEL 4004, ano , ano khz, T 5 MHz, T Pentium 4, ano 2000 Core i7 (quad), ano ,5 GHz, T 3,0 GHz, T Prof. Nuno Roma ACom 2015/16 (MEAer) - DEEC-IST 57 / 69
45 Circuitos Integrados Processadores INTEL Pentium 4 Core i7 Prof. Nuno Roma ACom 2015/16 (MEAer) - DEEC-IST 58 / 69 Frases Famosas Everything that can be invented has been invented. - Charles H. Duel, US Commissioner of Patents, 1899 Prof. Nuno Roma ACom 2015/16 (MEAer) - DEEC-IST 59 / 69
46 Frases Famosas Everything that can be invented has been invented. - Charles H. Duel, US Commissioner of Patents, 1899 I think there is a world market for maybe five computers. - Thomas Watson, chairman of IBM, 1943 Prof. Nuno Roma ACom 2015/16 (MEAer) - DEEC-IST 59 / 69 Frases Famosas Everything that can be invented has been invented. - Charles H. Duel, US Commissioner of Patents, 1899 I think there is a world market for maybe five computers. - Thomas Watson, chairman of IBM, 1943 Computers in the future may weigh no more than 1.5 tons. - Popular Mechanics, 1949 Prof. Nuno Roma ACom 2015/16 (MEAer) - DEEC-IST 59 / 69
47 Frases Famosas Everything that can be invented has been invented. - Charles H. Duel, US Commissioner of Patents, 1899 I think there is a world market for maybe five computers. - Thomas Watson, chairman of IBM, 1943 Computers in the future may weigh no more than 1.5 tons. - Popular Mechanics, 1949 There is no reason anyone would want a computer in their home. - Ken Olson, president, chairman and founder of DEC, 1977 Prof. Nuno Roma ACom 2015/16 (MEAer) - DEEC-IST 59 / 69 Frases Famosas Everything that can be invented has been invented. - Charles H. Duel, US Commissioner of Patents, 1899 I think there is a world market for maybe five computers. - Thomas Watson, chairman of IBM, 1943 Computers in the future may weigh no more than 1.5 tons. - Popular Mechanics, 1949 There is no reason anyone would want a computer in their home. - Ken Olson, president, chairman and founder of DEC, K ought to be enough for anybody. - Bill Gates, 1981 Prof. Nuno Roma ACom 2015/16 (MEAer) - DEEC-IST 59 / 69
48 Porquê Estudar Arquitectura de Computadores? O que é um computador? O que tem dentro? Como funciona? Prof. Nuno Roma ACom 2015/16 (MEAer) - DEEC-IST 60 / 69 Porquê Estudar Arquitectura de Computadores? Prof. Nuno Roma ACom 2015/16 (MEAer) - DEEC-IST 61 / 69
49 Porquê Estudar Arquitectura de Computadores? O que é um computador? O que tem dentro? Como funciona? Prof. Nuno Roma ACom 2015/16 (MEAer) - DEEC-IST 61 / 69 O que é um computador? Prof. Nuno Roma ACom 2015/16 (MEAer) - DEEC-IST 62 / 69
50 O que tem dentro? Prof. Nuno Roma ACom 2015/16 (MEAer) - DEEC-IST 63 / 69 O que tem dentro? Prof. Nuno Roma ACom 2015/16 (MEAer) - DEEC-IST 64 / 69
51 O que tem dentro? Prof. Nuno Roma ACom 2015/16 (MEAer) - DEEC-IST 65 / 69 Como funciona? Prof. Nuno Roma ACom 2015/16 (MEAer) - DEEC-IST 66 / 69
52 Como funciona? Mas... Como funciona? Como tirar melhor partido do PC?... percebendo a sua arquitectura! Prof. Nuno Roma ACom 2015/16 (MEAer) - DEEC-IST 66 / 69 Prof. Nuno Roma ACom 2015/16 (MEAer) - DEEC-IST 67 / 69
53 Tipos de computadores Arquitectura básica de um computador Níveis de abstracção Código máquina vs linguagem Assembly Instruções Assembly Prof. Nuno Roma ACom 2015/16 (MEAer) - DEEC-IST 68 / 69 Nota de Agradecimento Agradecimento Algumas páginas desta apresentação foram extraidas de: [1] José Carlos Monteiro, Arquitectura de Computadores, Instituto Superior Técnico (IST), Universidade Técnica de Lisboa, Portugal, Prof. Nuno Roma ACom 2015/16 (MEAer) - DEEC-IST 69 / 69
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