Arquitetura de Computadores Prof. Marcelo Mikosz Gonçalves
Conceitos Básicos Programa: é uma seqüência de instruções que executam uma determinada tarefa. Linguagem de máquina: conjunto de instruções primitivas (simples e rápidas) para eleborar programas. Dada uma linguagem de máquina L1, e uma outra linguagem de maior nível L2 formada por instruções de L1.
Tradução: consiste em substituir todas as instruções do programa escrito em L2 por uma seqüência de instruções em L1. O programa resultante é formado somente por instruções L1 e é executado pelo computador. L2 não é mais necessário. Interpretação: Neste processo é necessário um interpretador que é um programa que pega cada instrução de L2 e transforma em um conjunto de instruções em L1 executando diretamente sem a geração de um programa em L1.
Hardware Software Firmware Máquina Virtual
Arquitetura em Camadas Nível 5 Nível 4 Nível das linguagens orientadas para solução de problemas Tradução (Compilador) Nível da linguagem do montador Tradução (Montador) Nível 3 Nível 2 Nível do Sistema Operacional Interpretação Parcial (Sistema Operacional) Nível da Arquitetura do Conjunto de Instruções Nível 1 Interpretação (microprograma) ou Nível da microarquitetura execução direta Nível 0 Os microprogramas são executados diretamente pelo hardware Nível da lógica digital
Geração Zero - Computadores mecânicos 1642 máquina de calcular de Blaise Pascal (somar e subtrair) 1672 Barão Gottfried Wihelm von Leibniz (+,-,/,*) 1834 Máquina analítica de Charles Babbage 1936 Konrad Zuse, Z1 Relés eletromagnéticos
1943 Colossus, Governo Britânico, primeiro eletrônico 1944 Aiken - Mark I
Primeira Geração - Vávulas Marco inicial para eletrônica, foi a invenção da válvula triodo em 1906 Em 1943 John Mauchley teve sua proposta aceita para a construção do ENIAC ( Eletronic Numerical Integrator And Computer). Juntamente com seu aluno de pós-graduação J. Presper Eckert.
Em 1946 o ENIAC ficou pronto: 18000 válvulas e 1500 relés 30 toneladas e 140 quilowatts 20 registradores, com capacidade de armazenar um número decimal de 10 dígitos programação feita através de 6000 chaves multiposicionais e um grande número de soquetes interligados por cabos.
Curso no Verão de 1946 Eckert e Mauchley, EDVAC (Eletronic Discrete Variable Computer) Pennsylvania University Saíram da Universidade e Fundaram Eckert-Mauchley Computer Corporation, após algumas fusões tornou-se a Unisys
John von Neumann, Instituto de Estudos Avançados de Princeton, uma versão do do EDVAC a máquina IAS. Que levou a construção do EDSAC em Cambridge, por Maurice Wilkes (1949). A máquina de von Neuman possuía 5 partes: memória unidade lógico-aritmética unidade de controle de programas equipamentos de entrada equipamentos de saída
Arquitetura de von Neuman Memória Entrada Unidade de controle Unidade lógicoaritmética Acumulador Saída
Memória era composta de 4096 palavras de 40 bits cada. Cada palavras podia armazenar duas instruções de 20 bits ou um inteiro de 39 bits com sinal formato da instrução: 8 bits para o tipo 12 bits para endereçar uma das 4096 palavras na memória Ponto flutuante?
Primeiro computador com programa armazenado mesmo princípio de funcionamento do computador até hoje
Segunda Geração - Transistor Em 1947, Walter Brattain e John Bardec Em 1961, PDP-1, com 4K de palavras de 18 bits e um tempo de ciclo de 5 microssegundos, US$ 120.000,00 (50 vendidos) 8 anos mais tarde, PDP-8, 12 bits, US$16.000,00 (50.000 vendidos)
Terceira Geração - CIs IBM 360, (16 megabytes de memória) PDP-11 Circuitos SSI (Small Scale Integration) 1 a 10 portas Circuitos MSI (Medium Scale Integration) 10 a 100 portas Circuitos LSI (Large Scale Integration) 100 a 100.000 portas
A Quarta Geração - PCs e VLSI 1980 em diante intel e motorola 8088 e 68000 Very Large Scale Integration MIPS FLOPS (Floating-point Operations Per Second) Acima de 1 gigaflops eram considerados supercomputador.
8088/First 1979 8/20 bit None 4.77-8 4.77-8 8086/First 4.77-8 1978 16/20 bit None 4.77-8 80286/Second 20 1982 16/24 bit None 6-20 6-80386DX/Third 33 1985 32/32 bit None 16-33 16-80386SX/Third 33 1988 16/32 bit 8 16-33 16-80486DX/Fourth 1989 50 32/32 bit 8 25-50 25-80486SX/Fourth 50 1989 32/32 bit 8 25-50 25-80486DX2/Fourth 1992 80 32/32 bit 8 25-40 50-80486DX4/Fourth 1994 120 32/32 bit 8+8 25-40 75-
Pentium/Fifth 1993 64/32 bit 8+8 60-66 60-200 MMX/ Fifth 1997 64/32 bit 16+16 66 166-233 Pentium Pro/ Sixth 1995 64/32 bit 8+8 66 150-200 Pentium II/ Sixth 1997 64/32 bit 16+16 66 233-300 Pentium II/ Sixth 1998 64/32 bit 16+16 66/100 300-450 Pentium III/ Sixth 1999 64/32 bit 16+16 100 450-1.2GHz AMD Athlon/ Seventh 1999 64/32 bit 64+64 266 500-2.2GHz Pentium 4/ Seventh 2000 64/32 bit 12+8 400 1.4GHz-3.2GHz AMD Athlon 64/ Eigth 2003 64/64 bit 64+64 400 2GHz
Lei de Moore O número de transistores integrados em um chip dobra a cada 18 meses.
Primeira Lei de Nathan O software é como um gás. Ele se expande até encher completamente o recipiente que o contém.