Componentes de um Computador: Modelo Von Neumann

Transcrição

1 Componentes de um Computador: Modelo Von Neumann

2 Modelo de Von Neumann O nome refere-se ao matemático John Von Neumann que foi considerado o criador dos computadores da forma que são projetados até hoje. A ideia do modelo surgiu da necessidade de armazenar programas em um computador.

3 Modelo de Von Neumann O modelo de Von Neumann é também chamado de sistema de Von Neumann ou arquitetura de Von Neumann e são denominados computadores com programas armazenados. É o modelo de design da maioria dos computadores atuais; Programa e dados são armazenados juntos na memória principal; O programa é executado sequencialmente; A memória é endereçável.

4 Proposta Inicial Von Neumann Primeira parte específica Central Aritmetic ou CA Segunda parte específica Control Center ou CC Terceira parte específica Memóra ou M e Recording ou R Quarta parte específica input ou I Quinta parte específica output ou O

5 Modelo Von Neumann - Estrutura 3 sistemas de hardware: CPU ou UCP (unidade central de processamento) que contém: Uma unidade de controle (UC); Uma unidade lógica e aritmética (ULA); Vários registradores (memórias internas da CPU); Um contador de programas (PC); Sistema de memória principal Sistema de entrada e saída

6 Capacidade de executar instruções sequencialmente; Possui apenas um caminho de dados entre a UCP e a memória principal (chamado de Gargalo de Von Neumann)

7 Modelo Von Neumann

8 Arquitetura do computadores primeira geração Memória principal Unidade Central de processamento Unidade Aritmética e Lógica Unidade de Controle Unidades de memória secundária Console (tty) Leitora de cartões Impressora e perfuradora de cartões Equipamentos de entrada e

9 Principais funções da CPU Executar programas que esta armazenado na memória principal; Buscar as instruções desses programas; Examinar essas instruções; Executar instruções uma após as outras(sequencial).

10 Unidade de Controle Buscar instruções na memória principal; Determinar o tipo dessas instruções;

11 Unidade Lógica e Aritmética Efetuar operações aritméticas; Efetuar operações booleanas; Essas operações são necessárias para a execução dos programas;

12 Registradores da CPU São memórias de alta velocidade; Armazenam resultados temporários dentro da CPU; São usados para controlar as informações; Cada registrador tem uma função e tamanho; São lidos e escritos em alta velocidade pois são internos na CPU

13 Contadores de Programas É o registrador mais importante da CPU; Indica a próxima instrução a ser buscada para execução;

14 Registrador de instrução Contém a instrução que esta sendo executada no momento em questão

15 Barramentos É como esses dispositivos eletrônicos conversam; É um conjunto de fios paralelos (condutores de energia) que transmitem endereços da memória e registradores, dados, e também sinais de controle por onde transmitem bits.

16 Memória São responsável pelo armazenamento das informações e programas;

17 Entrada e Saída Unidades para transferências das informações.

18 Modelo de barramento do sistema Barramentos do Sistema CPU (ALU, Registradores e Controle) Memória Entrada e Saída (E/S) Barramento de Dados Barramento de Endereços Barramento de Controle Largura do barramento é o número de bits que são transportados. Frequência de operação é a velocidade com que os dados são transmitidos no barramento.

19 Exemplo de execução de instrução na máquina de Von Neumann A unidade de controle busca a próxima instrução do programa na memória principal; O contador de programa é usado pela unidade de controle para determinar onde a instrução esta localizada; Os operandos de dados requeridos para executar a instrução são carregados da memória e colocados em registradores; A unidade lógica aritmética executa a instrução e coloca os resultados em registradores ou na memória.

20 Esquema genérico de uma placa mãe

21 Referencias MONTEIRO, Mario A. Introdução a Organização de Computadores. 5ª ed. Rio de Janeiro: LTC, 2007 TANENBAUM, Andrew S. Organização Estruturada de Computadores. 5ª ed. São Paulo: Perason Prentice Hall, 2009 STALLING, William. Arquitetura e Organização de Computadores. 5ª ed. São Paulo: Pearson Prentice HALL, NULL, Linda. Princípios Básicos de Arquitetura e organização de Computdores. 2ª ed. Porto Alegre: Bookman, 2010